Системи вимірювань у світі: Міжнародна та Імперська системи вимірювань

З тих пір, як люди почали будувати складні речі, вони зрозуміли, що існує потреба в вимірювання система . Спочатку основою було тіло людини.

Революційна Франція мала створити те, що перетворилося на остаточну Міжнародну систему одиниць (Міжнародна система вимірювання)

The єгиптяни використовували лікті, які становили близько 52,4 сантиметра , але оскільки не всі лікті були однакові, з’явилися мірні палиці.

The Римська імперія використано міру pes ( нога – це те, що ви маєте на увазі, незалежно від того, чи всі ноги були однаковими), яка була поділена на 12 unciae ( дюймів – ширина великого пальця дорослої людини). The фунт була ще однією мірою, яка мала великий вплив на європейську вагу та валюту після римської епохи.

в середньовічна Європа кожен регіон мав свої власні закони мір і ваги, встановлені торговими гільдіями. Дослідження показали, що за той самий період в одній країні вимірювання «ступні» мало 37 варіантів.

Було 83 різні способи вимірювання пшениці, 68 для вина і 70 для рідини. Щось подібне відбувалося в усьому світі. І це було проблемою, оскільки потреба в міжнародній системі – заради торгівлі – ставала величезною.

Революційна Франція мала створити те, що перетворилося на остаточне Міжнародна система одиниць.

Метрична проти британської: три помилки вимірювання – Змішування метрика і імператорський заходи можуть призвести до серйозних проблем. Ось кілька помилок, які призвели до нещасних випадків (Зображення: George Downs / The Wall Street Journal)

Перший в історії реалізований метрика – який сьогодні є домінуючим, але не повністю дотримується всіх країн і секторів. Ідею запропонував французький вікарій Габріель Мутон який створив його в 1670 році, щоб уніфікувати спосіб обчислення цифр.

Він зосереджувався на довжині коливання маятника. Визначив вимірювання степенів числа 10 (див. десяткові числа). Тобто 10 сантиметрів — це 1 дециметр, 10 дециметрів — один метр і так далі. Це зробило систему набагато простішою, ніж тоді.

У 1790 році Французька академія наук сформувала комітет для повної розробки раціональної системи вимірювань. «Міра» визначалася як 1/1000 кутової хвилини широти (див. окружність Землі між Північним полюсом і екватором, що проходить через Париж). Тобто приблизно 1852 метри.

Метр став одиницею довжини, кілограм — одиницею маси, а секунда — одиницею часу. Згідно з пропозицією Мутона, замість того, щоб мати різні назви для кожної одиниці довжини, вони мали б префікси.

Сьогодні цю систему також називають System International (Міжнародна система одиниць).

Після створення його взяли на озброєння інші країни Європи. За винятком Великої Британії.

У неї були інші плани. Якщо бути точним, то імператорський (або англосаксонський) система.

Системи вимірювання: Перетворення метричної системи вимірювання в імперську

Чому США відмовляються використовувати Міжнародну систему вимірювань

Імперська система була визначена як «система вимірювання, яка використовується у Сполученому Королівстві та інших країнах Співдружності та складається з таких одиниць, як дюйм, миля та фунт ”.

Його використовувала Велика Британія з 1824 до 1965 щоб припинити плутанину з багатьма місцевими системами вимірювання в той час (з 16 по 19 століття), коли Британська імперія правила різними частинами світу.

Серед них США. Вона була серед країн, які підписали Метровий договір 1875 року, який відтоді відзначається кожного 20 травня як Всесвітній день метрології.

Після здобуття ними незалежності уряд вирішив зберегти тип вимірювання (який був більш-менш загальним для всіх регіонів – щоб не було плутанини), хоча трендом того часу була метрична система. Вона була перейменована на звичаєву систему Сполучених Штатів (USCS) і зараз використовується США, Ліберія та М’янма (останні два почали частково приймати метрику з 2013 року).

The Закон про метричний перехід був підписаний президентом Джеральдом Фордом 23.12.1975. Він підтвердив диференціацію, внаслідок чого її вважали важливішою, ніж інтеграція, враховуючи, що американці (які також певною мірою є націоналістами, а тому люблять те, що є їхнім, не схоже на те, що є у всіх інших), вони не здавалися особливо готові витрачати час на адаптацію до нових даних.

Справжні причини, чому США відмовляються переходити на метричну систему вимірювання. У 1975 році США мали шанс перейти на метричну систему вимірювання, але її програли. Понад 40 років потому США все ще перебувають у масовій плутанині. У цьому відео ми розглянемо, чому стара система вимірювань у США проіснувала так довго, чому американці так не наважуються переходити на іншу систему, і, що найважливіше, наскільки метрика вже може бути тут.

Примітка : Сполучені Штати, не кажучи про це, використовують метричну систему – наприклад, у дослідженнях, які проводять вчені, тому що рідна система не допомагає їм у їхній роботі через недостатню точність. Відповідно до закону (1992 р.), компанії, що займаються торгівлею споживчими товарами, також дотримуються метричної системи (тому банка Кока-коли має унції та мілілітри).

Хоча основною відмінністю між метричною системою та імперською системою є тип використовуваних одиниць, є кілька інших ключових відмінностей. Як от; Метричні одиниці легко конвертувати шляхом множення або ділення на степені числа 10, тоді як прямого способу конвертації імперських одиниць немає.

характеристики

• Один фут (12 дюймів) дорівнює 30 сантиметрам
• Один дюйм дорівнює приблизно 25 міліметрам або 2,54 сантиметрам
• Три фути – це 1 метр
• Кілограм – це трохи більше 2 фунтів
• Фунт становить приблизно 454 грами

Крім відстаней, мас і ваги, в метричній системі також є вимірювання температурної шкали в градусах за Цельсієм. американці мають Фаренгейт. Шкала Цельсія використовується в усьому світі з середини 20-го століття, винятком з цього правила є США. Як кажуть, клімат за Фаренгейтом вимірює температуру повітря, а не води, як це робить шкала Цельсія.

• 0 градусів за Цельсієм відповідає 32 градусам за Фаренгейтом і є точкою замерзання.
• 24 градуси за Цельсієм – це 75 градусів за Фаренгейтом

Велика Британія стежить за всім потроху

Велика Британія взяла на себе зобов’язання прийняти метричну систему в 1965 році, але все ще використовує імперські одиниці в багатьох місцях, особливо на дорогах. Щось подібне робить Ірландія. В обох випадках келих розливного пива був, є і буде пінтою.

Малайзія має метричну систему, але також використовує власні вимірювання в таких місцях, як традиційні ринки.

У Канаді подекуди існують імперські одиниці (частково завдяки близькості до США), Північна Корея має власну систему, а неметричні одиниці існують у Таїланді, Китаї, Індонезії, Тайвані — серед інших країн.

“Використання двох різних систем одиниць стало причиною втрати Mars Climate Orbiter у 1998 році. НАСА вказало метричні одиниці в контракті. NASA та інші організації застосовували метричні одиниці у своїй роботі, але один субпідрядник, Lockheed Martin, надав команді дані про продуктивність двигуна в секундах фунт-сила замість ньютон-секунд. Космічний корабель мав обертатися навколо Марса на висоті приблизно 150 кілометрів (93 милі), але неправильні дані, ймовірно, спричинили його опускання на висоту приблизно 57 кілометрів (35 миль), згоряючи в марсіанській атмосфері.” – Вікіпедія

Міжнародна система вимірювань (СІ)

Розуміння історичної метричної системи та її одиниць вимірювання

Метрична система була розроблена під час Французької революції , а стандарти для метра та кілограма були встановлені 22 червня 1799 року.

Метрична система була елегантною десятковою системою, де одиниці подібного типу визначалися степенем десяти. Ступінь поділу був відносно простим, оскільки різні одиниці називалися з передмовами, що вказували на порядок величини поділу. Таким чином, 1 кілограм дорівнював 1000 грамів, тому що кіло- означає 1000.

На відміну від англійської системи, де 1 миля дорівнює 5280 футів, а 1 галон дорівнює 16 чашкам (або 1229 драмів або 102,48 джигерів), метрична система явно приваблювала вчених. У 1832 році фізик Карл Фрідріх Гаусс активно просував метричну систему і використовував її у своїй остаточній роботі з електромагнетики .

Формалізація вимірювання

Британська асоціація сприяння розвитку науки (BAAS) почала в 1860-х роках кодифікувати потребу в узгодженій системі вимірювання в науковому співтоваристві. У 1874 році BAAS запровадила систему вимірювань cgs (сантиметр-грам-секунда). Система CGS використовувала сантиметр, грам і секунду як базові одиниці, а інші значення були отримані з цих трьох базових одиниць. Вимірюванням CGS для магнітного поля був гаусс , завдяки попереднім роботам Гауса на цю тему.

У 1875 році була введена конвенція про єдиний метр. У цей час існувала загальна тенденція переконатися, що одиниці практичні для їх використання у відповідних наукових дисциплінах. Система CGS мала деякі вади масштабу, особливо в області електромагнетики, тому в 1880-х роках були введені нові одиниці, такі як ампер (для електричного струму ), ом (для електричного опору ) і вольт (для електрорушійної сили ).

У 1889 році система була переведена відповідно до Загальної конвенції мір і ваг (або CGPM, абревіатура французької назви), щоб мати нові базові одиниці вимірювання — метр, кілограм і секунда. Починаючи з 1901 року було запропоновано, що введення нових базових одиниць, таких як для електричного заряду, може завершити систему. У 1954 році ампер, кельвін (температура) і кандела (сила світла) були додані як базові одиниці .

У 1960 році CGPM перейменував її на Міжнародну систему вимірювання (або SI, від французького Systeme International ). З того часу моль було додано як базову кількість речовини в 1974 році, таким чином довівши загальну кількість базових одиниць до семи та завершивши сучасна система одиниць СІ.

Основні одиниці СІ

Система одиниць СІ складається із семи базових одиниць із низкою інших одиниць, похідних від цих основ. Нижче наведено базові одиниці СІ разом із їхніми точними визначеннями, що показує, чому для визначення деяких із них знадобилося так багато часу.

• метр (м) – Основна одиниця довжини; визначається довжиною шляху, пройденого світлом у вакуумі за інтервал часу 1/299 792 458 секунди.
• кілограм (кг) – Основна одиниця маси; дорівнює масі міжнародного прототипу кілограма (введеного на замовлення CGPM у 1889 р.).
• секунда (с) – базова одиниця часу; тривалість 9 192 631 770 періодів випромінювання, що відповідає переходу між двома надтонкими рівнями основного стану в атомах цезію 133.
• ампер (А) – Основна одиниця електричного струму; постійний струм, який, якщо його підтримувати у двох прямих паралельних провідниках нескінченної довжини, з незначним поперечним перерізом ланцюга, розміщених на відстані 1 метра один від одного у вакуумі, створить між цими провідниками силу, що дорівнює 2 × 10 -7 ньютонів на метр довжини. .
• Кельвін (градуси K) – Основна одиниця термодинамічної температури; частка 1/273,16 термодинамічної температури потрійної точки води ( потрійна точка — це точка на фазовій діаграмі , де три фази співіснують у рівновазі).
• моль (моль) – Основна одиниця речовини; кількість речовини системи, яка містить стільки елементарних утворень, скільки атомів міститься в 0,012 кілограма вуглецю 12. Коли використовується моль, необхідно вказати елементарні утворення, які можуть бути атомами, молекулами, іонами, електронами, іншими частинками, або визначені групи таких частинок.
• кандела (кд) – основна одиниця сили світла ; інтенсивність світла в заданому напрямку джерела, яке випромінює монохроматичне випромінювання з частотою 540 x 10 12 герц і має інтенсивність випромінювання в цьому напрямку 1/683 ват на стерадіан.

Похідні одиниці СІ

З цих базових одиниць походить багато інших одиниць. Наприклад, одиницею вимірювання швидкості в системі СІ є м/с (метр за секунду). Для визначення довжини, пройденої за певний період часу, використовується базова одиниця довжини та базова одиниця часу.

Перерахувати тут усі похідні одиниці було б нереалістично, але загалом, коли буде визначено термін, відповідні одиниці СІ будуть введені разом з ними. Якщо шукаєте одиницю, яка не визначена, перегляньте сторінку одиниць SI Національного інституту стандартів і технологій .