Sadržaj
- Srce metričkog sustava - metri
- Korištenje prefiksa na ljestvici metričkog sustava
- Jedinice područja i volumena potiču se od brojila
- Šest drugih temeljnih jedinica
- Ostale izvedene jedinice u metričkom sustavu
- Metrička vs. Engleski mjerni sustavi - nema natjecanja!
Ako živite u Sjedinjenim Državama, može vam se oprostiti to što manje razumijevate metrički mjerni sustav, poznat i kao Système Internationale (SI). Sjedinjene Države su jedine od tri države koje još uvijek koriste carski sustav, a njegovo privrženost britanskim jedinicama jedini je razlog što sustav nije zastario.
Metrički sustav, koji biste mogli okarakterizirati kao mjerilo metara, potječe iz Francuske, čija ga je vlada usvojila 1795. Iako je trebalo gotovo 200 godina, Britanci su na kraju učinili isto, a slijedila je gotovo svaka druga zemlja, uključujući dva najbliža susjeda i najvažniji trgovinski partneri Sjedinjenih Država, Kanade i Meksika.
Iznenađujuće je da neke od britanskih jedinica koje se trenutno koriste u SAD-u nisu čak ni one koje je britanska vlada usvojila 1824., već su one zastarjele koje su Britanci tada odbacili.
Znanstvenici, trgovci i vlade preferiraju metrički sustav iz dobrih razloga. Na primjer, ima samo sedam osnovnih jedinica, iz kojih su izvedene sve ostale. Koristi korake od 10 umjesto 12, a osnovna jedinica, mjerač, temelji se na fizičkom standardu koji se može provjeriti bilo gdje.
Srce metričkog sustava - metri
Otac metričkog sustava bio je crkveni vikar koji je živio u Lyonu u Francuskoj od 1618. do 1694. Gabriel Mouton imao je doktorat iz teologije, ali je bio i aktivni znanstvenik i astronom. Njegov prijedlog mjernog sustava na temelju decimalnih ulomaka podržali su svjetiljke, poput fizičara Christiaan Huygens i matematičara Gottfried Wilhelm von Leibniz, a proučavalo ga je Kraljevsko društvo. Trebalo je, međutim, stotinu godina da znanstvenici usavrše sustav i uvjere francusku vladu da ga usvoji.
Mouton je temeljnu jedinicu predložio milliare, koja je definirana kao jedna sekunda zemljopisne dužine na površini Zemlje na ekvatoru. To je podijeljeno podjelom od 10 na takve podjedinice kao centurija, dekurija i Virga. Iako nijedna od ovih jedinica na kraju nije korištena, znanstvenici su uzeli u obzir Moutonovu osnovnu ideju o mjerenju sustava na geofizičkom standardu.
Kada je francuska vlada prvi put usvojila metrički sustav, brojilo je postalo osnovna jedinica. Riječ dolazi od grčke riječi Metron, što znači "mjeriti", a prvotno je definirana kao desetmilijun udaljenosti između ekvatora i Sjevernog pola duž meridijana u prolazu kroz Pariz.
Definicija se tijekom godina mijenjala, a danas je definirano da svjetlost na daljini prolazi kroz vakuum u točno 1/299792458 sekundi. Ta se definicija temelji na brzini svjetlosti, koja iznosi točno 299.792.458 metara u sekundi.
Korištenje prefiksa na ljestvici metričkog sustava
Metrički sustav bilježi sva mjerenja duljine u metrima, udjelima metara ili višestrukih metara, izbjegavajući tako potrebu za više jedinica, poput centimetara, stopa i milja. U sustavu SI svaki prirast od 1.000 koji pomiče decimalni broj mjerenja na tri mjesta udesno ili lijevo, ima prefiks.Osim toga, postoje prefiksi za desetinu i stotu, kao i za 10 i 100.
Ako mjerite udaljenost između gradova, nemojte ih iskazivati u tisućama metara. Možete koristiti kilometre. Slično tome, znanstvenici koji mjere atomske udaljenosti ne moraju ih izražavati u milijardama metara. Mogu koristiti nanometre. Popis prefiksa uključuje sljedeće:
Ti se prefiksi koriste u čitavom mjernom sustavu. Primjenjuju se na jedinice mase (grami), vremena (sekunde), električne struje (amperi), svjetlosti (kandela), temperature (kelvini) i količine materije (molova).
Jedinice područja i volumena potiču se od brojila
Kada mjerite duljinu, mjerite u jednoj dimenziji. Proširite svoja mjerenja na dvije dimenzije kako biste odredili površinu, a jedinice će biti kvadratne metre. Dodajte treću dimenziju i mjerite volumen u kubičnim metrima. Ne biste mogli postići ovaj jednostavan napredak kada koristite britanske jedinice, jer britanski sustav ima različite jedinice za sve tri količine, pa čak i više od jedne jedinice duljine.
Kvadratni metri nisu osobito korisne jedinice za mjerenje malih područja, poput površine solarne ćelije. Za male površine uobičajeno je pretvaranje četvornih metara u kvadratni centimetar. Za velike površine kvadratni kilometri su korisniji. Faktori konverzije su 1 kvadratni metar = 104 kvadratni centimetar = 10 −6 četvornih kilometara.
Pri mjerenju zapremine u SI sustavu litre su korisnije jedinice od kubičnih metara, najviše zato što je kubni metar prevelik za prevoz. Litra se definira kao 1.000 kubičnih centimetara (koji se nazivaju i mililitri), što je čini jednakom 0,001 kubnih metara.
Šest drugih temeljnih jedinica
Osim brojila, metrički sustav definira samo šest drugih jedinica, a sve ostale jedinice su izvedene iz njih. Ostale jedinice mogu imati imena, poput njuta (sila) ili vata (snage), ali ove izvedene jedinice uvijek se mogu izraziti u odnosu na osnovne. Šest osnovnih jedinica su:
–
Ovo je jedinica za vrijeme. Nekada se temeljila na duljini dana, ali sada kada znamo da je dan zapravo kraći od 24 sata, potrebna je preciznija definicija. Službena definicija sekunde temelji se na vibracijama atoma cezija-133.
–
Jedinica mase u sustavu koji koristi mjerenje brojila je kilogram. Kako je ovo 1.000 grama, čini se da nije osnovna jedinica, ali gram je koristan samo pri mjerenju duljine u centimetrima. Sustav koji mjeri u metrima, kilogramima i sekundama naziva se MKS sustavom. Ona koja mjeri centimetre, grame i sekunde je CGS sustav.
–
Suprotno onome što biste mogli očekivati, temperatura se ne mjeri Celzijusovom skalom u SI sustavu, iako zemlje koje koriste metrički sustav imaju tendenciju mjerenja temperature u Celzijevim stupnjevima. To čine zato što je pretvorba tako jednostavna. Stupnjevi su iste veličine, a temperatura od 0 Celzijevih stupnjeva odgovara 273,15 Kelvina. Da biste Celzijus pretvorili u Kelvina, samo dodajte 273,15.
–
Jedinica električne struje definira količinu električnog naboja koja prolazi točku u vodiču u jednoj sekundi. Definiran je kao jedan coulomb, što je 6.241 × 1018 elektrona, u sekundi.
- Ovo je mjera količinskog broja atoma u uzorku bilo koje određene tvari. Jedan mol je broj atoma u 12 grama (0,012 kg) uzorka ugljika-12.
–
Ova jedinica datira još iz dana kada su svijeće pružale jedino umjetno osvjetljenje. Bila je to količina osvjetljenja koju u jednoj steradijani daje jedna svijeća, ali moderna je definicija malo složenija. Jedna kandela definirana je kao svjetlosni intenzitet određenog izvora koji emitira jednobojno svjetlo s frekvencijom 5,4 x 1014 Hertz, a intenzitet zračenja je 1/683 vata po steradianu. Steradijan je kružni presjek sfere koji ima površinu jednaku kvadratu polumjera kugle.
Ostale izvedene jedinice u metričkom sustavu
Metrički sustav ima 22 imenovane jedinice koje su izvedene iz sedam temeljnih. Većina njih, ali ne svi, nazvana su po uglednim znanstvenicima koji su dali značajan doprinos području u kojem su jedinice relevantne. Na primjer, jedinica za silu dobila je ime po sir Isaacu Newtonu koji je postavio temelje za mehaniku, proučavanje tijela u mirovanju i kretanju. Drugi primjer je jedinica za električni kapacitet, farad, koja je dobila ime po Michealu Faradayu, pioniru u istraživanju elektromagnetizma.
Dijeljene jedinice su sljedeće:
− 273.15 Svjetlosni tok lumen (lm) m2m −2cd = cd Osvjetljenje (u x) lux (lx) m2m −4cd = m −2CD Radioaktivna aktivnost bekerel (Bq) a −1 Apsorbirana doza siva (Gy) m2a −2 Ekvivalent doze sievert (Sv) m2a −2 Katalitička aktivnost katal (kat) a −1 mol Ravni kut radijan (rad) m m −1 = 1 Čvrsti kut steradijan (sr) m2m −2 = 1
Metrička vs. Engleski mjerni sustavi - nema natjecanja!
U usporedbi s engleskim sustavom, koji predstavlja skup jedinica stvorenih na engleskom tržištu, metrički sustav je elegantan, točan i zasnovan na univerzalnim fizičkim standardima.
Misterija je zašto se engleski jezik još uvijek koristi u Sjedinjenim Državama, pogotovo s obzirom na to da je Kongres 1975. godine usvojio Zakon o pretvorbi metričkih podataka radi koordinacije sve veće uporabe metričkog sustava u toj zemlji. Osnovan je metrički odbor, a vladine agencije su morale koristiti metrički sustav. Problem je u tome što je konverzija bila dobrovoljna za širu javnost, a većina ljudi je jednostavno ignorirala Odbor koji je raskinut 1982. godine.
Moglo bi se reći da je jedini razlog za nastavak korištenja engleskog sustava u Sjedinjenim Državama sila navika. To je truizam da stare navike teško umiru, ali s obzirom na eleganciju metričkog sustava i činjenicu da ga sada koristi cijeli svijet, malo je vjerojatno da će netko tko koristi engleski sustav to nastaviti još dugo.
Promjena se može činiti zastrašujućom, ali metrički sustav znanstvenici su osmislili kao jednostavan za korištenje, a to je korist koja nadmašuje tvrdoglavo pridržavanje tradicije.