Contenuto
- Il cuore del sistema metrico - Metri
- Utilizzo dei prefissi nella scala del sistema metrico
- Le unità di area e volume sono derivate dal misuratore
- Le sei altre unità fondamentali
- Altre unità derivate nel sistema metrico
- Metrico vs. Sistemi di misurazione inglesi - No Contest!
Se vivi negli Stati Uniti, puoi essere perdonato per avere una comprensione poco chiara del sistema metrico di misurazione, noto anche come Système Internationale (SI). Gli Stati Uniti sono uno dei soli tre paesi che utilizza ancora il sistema imperiale e la sua aderenza alle unità britanniche è l'unica ragione per cui il sistema non è obsoleto.
Il sistema metrico, che potevi definire come scala dei metri, ebbe origine in Francia, il cui governo lo adottò nel 1795. Anche se ci vollero quasi 200 anni, gli inglesi alla fine fecero lo stesso, seguiti praticamente da tutti gli altri paesi, compresi i due vicini più vicini e i principali partner commerciali di Stati Uniti, Canada e Messico.
Sorprendentemente, alcune delle unità britanniche attualmente in uso negli Stati Uniti non sono nemmeno quelle adottate dal governo britannico nel 1824, ma quelle obsolete che gli inglesi scartarono in quel momento.
Scienziati, commercianti e governi preferiscono il sistema metrico per buoni motivi. Ad esempio, ha solo sette unità di base, da cui derivano tutte le altre. Utilizza incrementi di 10 anziché 12 e l'unità fondamentale, il misuratore, si basa su standard fisici che possono essere verificati ovunque.
Il cuore del sistema metrico - Metri
Il padre del sistema metrico era un vicario della chiesa che visse a Lione, in Francia dal 1618 al 1694. Gabriel Mouton aveva un dottorato in teologia, ma era anche uno scienziato attivo e astronomo. La sua proposta di un sistema di misurazione basato su frazioni decimali fu supportata da luminari come il fisico Christiaan Huygens e il matematico Gottfried Wilhelm von Leibniz, ed è stato studiato dalla Royal Society. Ci vollero cento anni, tuttavia, affinché gli scienziati raffinassero il sistema e persuadessero il governo francese ad adottarlo.
L'unità fondamentale proposta da Mouton era la milliare, che era definito come un secondo di longitudine sulla superficie terrestre all'equatore. Questo è stato suddiviso per divisione per 10 in sottounità come centuria, decuria e virga. Sebbene nessuna di queste unità sia stata utilizzata, gli scienziati hanno preso a cuore l'idea base di Mouton di basare il sistema di misurazione su uno standard geofisico.
Quando il governo francese adottò per la prima volta il sistema metrico, il contatore divenne l'unità base. La parola deriva dalla parola greca Metron, che significa "misurare", ed era originariamente definito come un decimilionesimo della distanza tra l'equatore e il Polo Nord lungo un meridiano che attraversava Parigi.
La definizione è cambiata nel corso degli anni e oggi è definita come la luce della distanza che attraversa il vuoto esattamente in 1/299792458 secondi. Questa definizione si basa sulla velocità della luce, che è esattamente 299.792.458 metri al secondo.
Utilizzo dei prefissi nella scala del sistema metrico
Il sistema metrico registra tutte le misure di lunghezza in metri, frazioni di metri o multipli di metri, evitando così la necessità di unità multiple, come pollici, piedi e miglia. Nel sistema SI, ogni incremento di 1.000 che sposta il decimale di una misurazione di tre posizioni verso destra o sinistra, ha un prefisso.Inoltre, ci sono prefissi per un decimo e un centesimo, nonché per 10 e 100.
Se stai misurando le distanze tra le città, non le hai espresse in migliaia di metri. Puoi usare i chilometri. Allo stesso modo, gli scienziati che misurano le distanze atomiche non devono esprimerli in miliardesimi di metro. Possono usare nanometri. L'elenco dei prefissi include quanto segue:
Questi prefissi sono utilizzati in tutto il sistema di misurazione. Si applicano alle unità di massa (grammi), tempo (secondi), corrente elettrica (ampere), luminosità (candela), temperatura (kelvin) e quantità di materia (moli).
Le unità di area e volume sono derivate dal misuratore
Quando si misura la lunghezza, si misura in una dimensione. Estendi le tue misure a due dimensioni per determinare l'area e le unità saranno di metri quadrati. Aggiungi una terza dimensione e misura il volume in metri cubi. Non è possibile eseguire questa semplice progressione quando si utilizzano unità britanniche, poiché il sistema britannico ha unità diverse per tutte e tre le quantità e ha anche più di un'unità per lunghezza.
I metri quadrati non sono unità particolarmente utili per misurare piccole aree, come la superficie di una cella solare. Per piccole aree, è consuetudine convertire metri quadrati in centimetri quadrati. Per grandi aree, i chilometri quadrati sono più utili. I fattori di conversione sono 1 metro quadrato = 104 centimetri quadrati = 10 −6 chilometri quadrati.
Quando si misura il volume nel sistema SI, i litri sono unità più utili dei metri cubi, soprattutto perché un metro cubo è troppo grande per essere trasportato. Un litro è definito come 1.000 centimetri cubici (che sono anche chiamati millilitri), il che lo rende pari a 0,001 metri cubi.
Le sei altre unità fondamentali
Oltre al misuratore, il sistema metrico definisce solo altre sei unità e tutte le altre unità derivano da queste. Le altre unità possono avere nomi, come newton (forza) o watt (potenza), ma queste unità derivate possono sempre essere espresse in termini di quelle fondamentali. Le sei unità fondamentali sono:
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Questa è l'unità per il tempo. Prima si basava sulla durata di un giorno, ma ora che sappiamo che un giorno è in realtà meno di 24 ore, è necessaria una definizione più precisa. La definizione ufficiale di un secondo si basa ora sulle vibrazioni dell'atomo di cesio 133.
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L'unità di massa nel sistema che utilizza la misurazione del misuratore è il chilogrammo. Poiché si tratta di 1.000 grammi, non sembra essere un'unità fondamentale, ma il grammo è utile solo quando si misura la lunghezza in centimetri. Il sistema che misura in metri, chilogrammi e secondi è chiamato sistema MKS. Quello che misura in centimetri, grammi e secondi è il sistema CGS.
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Contrariamente a quanto ci si potrebbe aspettare, la temperatura non viene misurata sulla scala Celsius nel sistema SI, sebbene i paesi che usano il sistema metrico tendano a misurare la temperatura in gradi Celsius. Lo fanno perché la conversione è così semplice. I gradi hanno le stesse dimensioni e una temperatura di 0 gradi Celsius corrisponde a 273,15 Kelvin. Per convertire Celsius in Kelvin, basta aggiungere 273.15.
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L'unità di corrente elettrica definisce la quantità di carica elettrica che passa un punto in un conduttore in un secondo. È definito come un coulomb, che è 6.241 × 1018 elettroni, al secondo.
- Questa è una misura del numero di atomi in un campione di una particolare sostanza. Una talpa è il numero di atomi in 12 grammi (0,012 kg) di un campione di carbonio-12.
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Questa unità risale ai giorni in cui le candele fornivano l'unica illuminazione artificiale. Era la quantità di illuminazione fornita in uno steradiano da una singola candela, ma la definizione moderna è un po 'più complessa. Una candela è definita come l'intensità luminosa di una data sorgente che emette luce monocromatica ad una frequenza di 5,4 x 1014 Hertz e con un'intensità radiante di 1/683 watt per steradiano. Una steradiana è una sezione trasversale circolare di una sfera che ha un'area uguale al quadrato del raggio della sfera.
Altre unità derivate nel sistema metrico
Il sistema metrico ha 22 unità nominate che sono derivate dalle sette fondamentali. La maggior parte, ma non tutti, prendono il nome da eminenti scienziati che hanno dato un contributo significativo al campo in cui le unità sono rilevanti. Ad esempio, l'unità per la forza prende il nome da Sir Isaac Newton, che ha gettato le basi per la meccanica, lo studio dei corpi a riposo e in movimento. Un altro esempio è l'unità per la capacità elettrica, il farad, che prende il nome da Micheal Faraday, un pioniere nello studio dell'elettromagnetismo.
Le unità derivate sono le seguenti:
− 273.15 Flusso luminoso lumen (lm) m2m −2cd = cd Illuminamento (lx) lux (lx) m2m −4cd = m −2CD Attività radioattiva becquerel (Bq) S −1 Dose assorbita grigio (Gy) m2S −2 Dose equivalente setaccio (Sv) m2S −2 Attività catalitica Katal (Kat) S −1 mol Angolo piano radiante (rad) m m −1 = 1 Angolo solido steradiano (sr) m2m −2 = 1
Metrico vs. Sistemi di misurazione inglesi - No Contest!
Rispetto al sistema inglese, che è un miscuglio di unità create nel mercato inglese, il sistema metrico è elegante, preciso e basato su standard fisici universali.
È un po 'un mistero il motivo per cui il sistema inglese è ancora in uso negli Stati Uniti, soprattutto perché il Congresso ha approvato il Metric Conversion Act nel 1975 per coordinare il crescente uso del sistema metrico in quel paese. È stato istituito un comitato metrico e le agenzie governative dovevano utilizzare il sistema metrico. Il problema è che la conversione è stata volontaria per il grande pubblico e la maggior parte delle persone ha semplicemente ignorato il Consiglio, che si è sciolto nel 1982.
Si potrebbe dire che l'unica ragione per l'uso continuato del sistema inglese negli Stati Uniti è la forza dell'abitudine. È vero che le vecchie abitudini sono dure a morire, ma data l'eleganza del sistema metrico e il fatto che ora il mondo intero lo utilizza, è improbabile che chiunque usi il sistema inglese continui a farlo per molto più tempo.
Il cambiamento può sembrare scoraggiante, ma il sistema metrico è stato progettato dagli scienziati per essere facile da usare e questo è un vantaggio che supera l'adesione ostinata alla tradizione.