Різниця між англійською та метричною системою

Метрична система та англійська система, яку також називають імперською системою вимірювань, є загальновживаними системами вимірювань, що використовуються сьогодні.

Основна відмінність між імперською та метричною одиницями полягає в тому, що метричні одиниці легше перетворювати між собою, оскільки для цих перетворень потрібно лише множення або ділення на степені 10. У сантиметрі 10 міліметрів, у метрі - 100 сантиметрів, у кілометрі - 1000 метрів. Щоб перетворити між цими одиницями, потрібно лише перемістити десятковий знак. Наприклад:

Те саме стосується одиниць метричної маси - в кілограмі 1000 грамів.

Перетворення імперських одиниць набагато менш просто. Візьмемо, наприклад, імперські одиниці довжини. Є 12 дюймів у футі, 3 фути у дворі та 1760 ярдів у милі. Перетворення 520 футів в милі мало би приблизно такий вигляд:

Ще одна відмінність між імперською та метричною одиницями полягає в тому, де вони зазвичай використовуються. У Сполучених Штатах імперські одиниці використовуються для більшості повсякденних цілей, тоді як майже скрізь у світі метричні системні одиниці є більш поширеними.

Далі наведено перелік деяких взаємозв’язків між імперською та метричною системними одиницями:

• 1 дюйм = 2,54 см
• 1 фут = 30,48 см
• 1 миля = 1,609 км
• 1 фунт = 0,454 кг
• 1 галон = 3,785 л

Різниця між імперською та метричною одиницями стає особливо актуальною, коли мова йде про базові одиниці. Міжнародна система одиниць (СІ), офіційна система вимірювань, що використовується у всьому світі, особливо в наукових цілях, базується на метричних одиницях системи. Усі одиниці СІ можна сформувати комбінацією з семи базових одиниць.

Ви, мабуть, знайомі з використанням лінійки для вимірювання довжини, секундоміра для вимірювання часу або шкали для вимірювання маси, але чи є у вас ніколи не замислювався, наскільки ці пристрої точні, і як ви можете бути впевнені, що всі лінійки, секундоміри та ваги вимірюють однаково Ну? І як визначали спочатку пов'язані одиниці?

Наприклад, якщо подумати про дерев’яну лінійку, вона може зазнавати незначні коливання в довжині через розширення та стискання, спричинені вологістю та температурою. Насправді всі матеріали незначно відрізняються за розмірами через умови навколишнього середовища і піддаються подряпинам, домішкам і змінам з часом. Зрештою, для того, щоб забезпечити надзвичайно точні наукові вимірювання, нам потрібні точні способи визначення одиниць виміру.

Усі одиниці СІ можна отримати з семи базових одиниць виміру, кожна з яких визначається з точки зору основних наукових констант, як описано в наступних розділах. Зауважте, що такого еквівалентного набору фундаментальних визначень не існує для будь-яких імперських одиниць. Швидше, імперські одиниці отримуються як перетворення одиниць з одиниць СІ.

Спочатку час вимірювали в днях, що минали. Врешті-решт ці дні були розбиті на 24 години, години - на 60 хвилин, а кожна хвилина - на 60 секунд.

Механічні годинники, побудовані в середньовічній Європі, були одними з перших приладів, які створювали послідовні та одноманітні вимірювання часу. Але зараз ми здатні набагато більшої точності. Одиницею часу СІ є друга, а 1 секунда визначається як час, коли атому цезію-133 потрібно коливатися 9 192 631 770 разів.

Довжина - міра лінійної відстані. Одиницею вимірювання довжини СІ є метр, але формальне визначення 1 метра змінювалось з роками. Спочатку 1 метр визначався як одиниця довжини, еквівалентна 10^-7 земного квадранта, що проходить через Париж.

Пізніше був виготовлений платиновий іридієвий прототип стрижня і розповсюджено копії, які регулярно порівнювали з ним. Але зараз лічильник визначається через постійну швидкість світла у вакуумі, c = 299 792 458 м / с.

Маса - це міра інерції об’єкта або опору змінам у русі. Одиницею маси СІ є кг. 1 кг також офіційно визначався по-різному протягом багатьох років. Спочатку 1 кг дорівнював 1 кубічному дециметру води при температурі максимальної щільності.

Пізніше, як і у випадку з лічильником, 1 кг визначався як маса Міжнародного прототипу Кілограма, циліндра, виготовленого із сплаву іридію платини. Тепер вона визначається через основну константу Планка h = 6,62607015 × 10^-34 кгм²/s.

Ця концепція саме так і звучить. Це скільки чогось у вас є - кількість яблук на дереві або кількість атомів у яблуці. Хоча ви могли б очікувати, що одиниця SI буде просто числовим числом чогось, насправді це інша одиниця, яка називається моль.

1 моль речовини містить рівно 6,02214076 × 10²³ елементарні предмети. Це число, також відоме як число Авогадро, точно дорівнює кількості атомів у 12 грамах вуглецю-12, і часто вона дуже близька до кількості нуклонів (протонів плюс нейтронів) в одному грамі звичайного речовини будь-якого типу.

Може здатися неінтуїтивним, що струм, міра швидкості заряду, що проходить через точку, вважається основною одиницею замість самого заряду. Але причиною цього є те, що раніше струм було легше виміряти, ніж заряд, і точність усіх одиниць залежить від нашої здатності точно вимірювати базові одиниці.

Одиницею виміру СІ для струму є ампер. Спочатку один ампер визначався як постійний струм, необхідний для двох паралельних провідників нескінченна довжина і незначний переріз, розміщені на відстані 1 метр у вакуумі для дії сили 2 × 10^-7 N один на одного на одиницю довжини. Тепер він визначається через елементарний заряд e = 1,602176634 × 10^–19 C.

Температура - це міра середньої енергії на молекулу речовини. Одиниці Фаренгейта та Цельсія використовувались сотні років для вимірювання температури. За шкалою Фаренгейта вода замерзає при 32 градусах і кипить при 212 градусах, і це визначає збільшення ступеня. За шкалою Цельсія вода замерзає при 0 градусах і кипить при 100 градусах.

Однак фатальною вадою цих одиниць є те, що вони починаються не з 0. Той факт, що на цих шкалах можна мати від’ємні значення температури, швидко збиває з пантелику, якщо врахувати, що може означати, що щось стає вдвічі гарячим, ніж щось інше. Що вдвічі гарячіше 0 градусів?

Одиницею вимірювання температури СІ є кельвін, де 0 кельвінів визначається як абсолютне 0, або якомога холодніша температура. Розмір приросту за шкалою Кельвіна такий же, як приріст за шкалою Цельсія, і 0 Кельвін = -273,15 градусів Цельсія. Формально кельвін визначається через основну константу Больцмана k = 1,380649 × 10^{– 23} J / K.

Основною одиницею інтенсивності світла є кандела (кд). Загальна свічка випромінює близько 1 кд. Офіційне, точне визначення визначається з точки зору світлової ефективності випромінювання частотою 540 × 10¹² Гц