Как Работи Метричната Система

{h1}

Метричната система се използва по целия свят като единна измервателна система. Научете как метричната система работи в WordsSideKick.com.

Преди имаше глобални вериги за доставки и търговски споразумения, удобството беше най-важният приоритет при измерването. В повечето случаи хората нямат достъп до усъвършенствани измервателни уреди, така че разчитаха на части от тялото, които бяха лесни за носене и дадоха някакви последователни резултати. Например, ширината на палеца на мъжа е около инч („палец“ и „инч“ са взаимозаменяеми на много езици).

Тази сурова, неформална система работеше добре дълги години, но започна да се разпада, тъй като клановете прерастваха в племена, а племената прерастваха в нации. С разширяването на цивилизациите, техните конфликтни системи за измерване създават объркване и пречат на търговията. Във Франция положението стана особено хаотично по времето, когато започна Френската революция през 1789 г. Мерките за дължина, обем и маса се различаваха от един град до друг. Много хора вярваха, че използваната в Париж система, базирана на единици, датиращи от Карл Велики, трябва да бъде наложена на цялата страна, но гилдиите и благородниците се бориха с усилията. С френското правителство на ръба на финансовия крах, крал Луи XVI свиква Генералния държавен съд - събрание, съставено от представители на различните класове на страната - за събиране на нови данъци. В крайна сметка законодателната сесия се оказа по-ползотворна, което доведе до формирането на Народното събрание, нова конституция и нов начин за измерване на нещата.

Французите нарекоха новата система за измерване métrique, термин, производен на думата mètreили метър - основна мярка за дължина, определена като една десетмилионна част от една четвърт от земния меридиан, минаващ през Париж. Разработчиците на тази нова измервателна система смятаха, че работата им ще бъде „предприятие, чийто резултат трябва да принадлежи някой ден на целия свят“ [източник: Нелсън]. Те бяха прави, разбира се, тъй като метричната система днес е приета от почти всяка страна на планетата. Единственото значително частично участие е Съединените щати, чиито граждани поздравяват метри, литри и килограми с леко подозрение и в някои случаи недоумение. Това, което много хора не осъзнават, е, че САЩ са силен привърженик на метричната система след Гражданската война и че единиците на системата от инчови лири се определят изключително по отношение на метрични измервания.

Преди да се потопим в подробностите на метриката, нека да разгледаме малко повече историята на световната измервателна система и как тя прие съвременната си форма, Système International d'Unités - на Международна система от единици, или SI.

История на метричната система: ранните години

Хей, само в случай, че не знаете колко дълъг е стандартният метър, ще го публикуваме тук на стената, господин французин от 18 век. Сега го използвайте - или иначе!

Хей, само в случай, че не знаете колко дълъг е стандартният метър, ще го публикуваме тук на стената, господин французин от 18 век. Сега го използвайте - или иначе!

Съвременната метрична система може да проследи корените си до Габриел Мутон, викарият на църквата "Св. Павел" в Лион, Франция, и знатен астроном и математик. През 1670 г. Мутон замисля система за измерване, основана на дължината на една минута дължина (не забравяйте, че има 60 минути във всяка степен на дължина и ширина). По-нататък той предлага тази единица за дължина да се основава на десетична аритметика или на десет сили. Той също така препоръча използването на префикси, за да направи конвенциите за именуване по-малко произволни.

Френските учени продължиха да променят и усъвършенстват идеите на Мутон, но те никога не са били кодифицирани официално до Френската революция. След създаването си през 1790 г. Народното събрание поиска от Френската академия на науките да "изведе неизменен стандарт за всички мерки и всички тегла". Академията от своя страна назначи комисия за разработване на системата с уговорката, че окончателното решение трябва да бъде едновременно просто, но същевременно научно. Като се заеме от Mouton, комисията установи три основни принципа:

  1. Единицата за дължина би била равна на част от обиколката на Земята.
  2. Мерките за обем и маса се извличат от дължината, като по този начин се гарантира, че всички единици ще имат отношение.
  3. По-големи и по-малки умножения на всяка единица биха се създали чрез умножаване и деление на 10 и нейните сили.

Комисията нарече единицата с дължина "метър" ("метър" в САЩ), след гръцката дума Метрон, което означава „да измервам“. След това дойде задачата реално да определи точната дължина на метър. Това се падна на двама мъже, Пиер Мешайн и Жан Деламбре, които прекараха шест мъчителни години, измервайки разстоянието по меридиана от Барселона, Испания, до Дюнкерк в Северна Франция. Проучването им доведе до стойност за измервателния уред, равна на „една десетмилионна част от меридионален квадрант на земята“. Други единици идваха от точно определения метър. Например, грамът е направен равен на масата на кубичен сантиметър чиста вода при температурата на нейната максимална плътност; литърът е направен равен на обема на куб 10 сантиметра (4 инча) отстрани.

Това беше първото въплъщение на метричната система, която Франция официално прие през 1795 г. Четири години по-късно учените изработиха стандарти за метър и килограм от платина. Те също бяха официално признати от френското правителство и се съхраняват на сигурно място, за да могат да се правят копия при необходимост.

На следващо място, метричната система превзема целия свят от буря.

История на метричната система: среща за метри

Добър, стар Наполеон, генералът, известен с разпространението на войната и метричната система навсякъде, където крачеха малките му крака.

Добър, стар Наполеон, генералът, известен с разпространението на войната и метричната система навсякъде, където крачеха малките му крака.

Благодарение на завладяването на Наполеон от Европа през началото на 19 век, други страни приеха - някои по-грубо от другите - метричната система като тяхна национална система за измерване.

През 1875 г. специална асамблея в Париж събра представители на 17 държави, включително и САЩ. Тези нации бяха заети по време на асамблеята, подписване на Договора на измервателния уред и създаване на Международно бюро за тежести и мерки, Международен комитет за тежести и мерки да ръководи бюрото и Генералната конференция по тегла и мерки за разглеждане и приемане на промени. Договорът също така насочва да се поддържа лаборатория в Север, от Париж, за да се придържат международните метрични стандарти и да се разреши тези стандарти да бъдат разпространени на всяка ратифицираща държава. През 1890 г. САЩ получиха своите копия на Международния прототипиметър и Международния прототилов килограм.

През 1954 г. Десетата генерална конференция за тегла и мерки инициира препроектиране на метричната система с цел по-добро задоволяване на нуждите на научните и техническите общности. Ревизията установи седем базови единици и опрости дефиниции, символи и терминология на метричните единици. Работата се разпростира в 11-ата конференция и през 1960 г. членовете на конференцията ратифицират и одобряват новата система, наричайки я „Международна система от единици“ или „SI“ за кратко.

Международната система от единици е съвременната форма на метричната система и въпреки че двете имена се използват взаимозаменяемо, SI е технически по-точен. След това ще разгледаме градивните елементи на SI - седемте базови единици.

Основни единици на SI и техните стандарти: откъде идват те изобщо?

Базовите единици на SI

Базовите единици на SI

Преди да се потопим в основните единици SI, нека разгледаме измерването като концепция. Когато измервате нещо, използвате инструмент или устройство, за да определите някакво физическо количество на даден обект. Например, използвате линийка за измерване на дължина, скала за измерване на масата и термометър за измерване на температура. Всеки от тези инструменти се маркира в стандартни единици, за да се гарантира, че измерването на един наблюдател съвпада с това на друг наблюдател. На теория всяка стандартна единица би проследила своя произход обратно до един прототип - архетипният пример за тази конкретна единица.

В по-ранните версии на метричната система прототипите са били физически предмети, като стандартна метрова пръчка или стандартна килограмова лента. Когато Генералната конференция за тегла и мерки обнови метричната система през 1960 г., тя замени единици, базирани на физически обекти, с физически описания на единиците, базирани на стабилни свойства на Вселената. Всъщност единствената единица, която все още се определя от даден обект, е килограмът. (Международният прототип килограм е лъскав цилиндър, изработен от платина и иридий, съхраняван в херметичен буркан в Севър.)

Имайки това предвид, нека представим седемте базови единици SI. Таблицата изброява всяка единица, физическото количество, което единицата измерва, и стандарта, на който се основава единицата, както е определено от Международното бюро за тежести и мерки.

Ако не разбирате напълно определението за всеки стандарт, не се притеснявайте. Вместо да се опитвате да изобразите два прави успоредни проводника с безкрайна дължина или атом цезий-133, който се колебае между две хиперфини нива на неговото основно състояние, просто не забравяйте това: Основните единици SI (с изключение на килограмите) се основават на неизменни свойства на Вселената, и те са взаимно независими. Всички останали единици в съвременната метрична система идват чрез умножение или деление на тези базови единици. Ще разгледаме повече в следващия раздел.

SI Получени единици: имаме нужда от повече от обикновени, стари метри

Основните единици SI покриват всички основни потребности от измерване. Има случаи обаче, когато е необходимо измерванията да се свързват математически. Например, да кажем, че измервате дължината на футболно игрище и намирате, че е дълга 120 метра (394 фута). След това определяте ширината му да бъде 90 метра (295 фута). Ако искате да намерите площта на полето, ще трябва да умножите дължината му по неговата ширина. Но не просто умножавате числата пред единиците; умножавате и единиците. И така, математиката ще изглежда така:

площ = дължина × ширина = 120 м × 90 м = 10 800 м2

Забележете, че крайната единица е метър, по-голям от метър, което води до какво метролозиили измервателни експерти, обадете се на a квадратен метър.

Сега да кажем, че имате куб с размери 1 метър от всяка страна. Ако искате да намерите обема на куба, ще трябва да умножите три измерения - дължина, ширина и височина. Ето математиката:

обем = дължина × ширина × височина = 1 m × 1 m × 1 m = 1 m3 = m3

Отбележете отново, че основната единица се умножава заедно с числовия коефициент. В този случай това е метър пъти по-метър от метър, което води до a кубичен метър, Също така имайте предвид, че когато числовият коефициент е 1, можете да изпуснете числото и просто да покажете единицата. Метролозите наричат ​​това а съгласувана единица.

Как работи метричната система: работи

Таблицата изброява някои от най-често срещаните производни единици.

Площ и обем са производни единици защото те са дефинирани по отношение на основна единица SI и специфично уравнение на количество. Таблицата изброява някои от най-често срещаните производни единици.

Как работи метричната система: система

Някои от най-важните единици, получени от SI

Няколко производни единици са достатъчно значими, за да спечелят специални имена и символи на SI. Силата служи като чудесен пример. Исак Нютон дефинира сила като масата на даден предмет пъти ускорява. Когато умножите тези две количества заедно, получавате производна единица килограм метър в секунда в квадрат (kg-m / s2). Тъй като kg-m / s2 е малко тромав и тъй като силата е толкова важно количество във физиката, SI bigwigs реши да нарече производната единица Нютон, в чест на сър Исак. Общо има 22 производни SI единици със специални имена и символи. Някои от най-важните се появяват в придружаващата таблица.

И накрая, важно е да знаете, че няколко единици не са официално част от метричната система, но правят чести изяви. Като такъв, СИ приема тези единици за използване със семейството си от мерки. Някои от общите времеви количества - минута, час и ден - попадат в тази категория, както и метричният тон и астрономическата единица. Всички тези единици обаче могат да бъдат дефинирани според базовите единици на SI. Например един ден е 86 400 секунди. И един астрономическа единица (AU) - единица дължина, равна на средното разстояние между Земята и Слънцето - е 1.495978 × 1011 м.

Разбира се, базовата единица може да е твърде голяма или твърде малка, за да опише обект адекватно. В SI създаването на единици по-големи и по-малки не изисква нищо повече от добавяне на префикс. Ще ги покрием на следващата страница.

SI Префикси: Приятелство с Milli-

Както сме чукнали вкъщи досега, всяко физическо количество - дължина, маса, обем и така нататък - се представя от конкретна единица SI. Понякога обаче базовите единици имат ограничения, когато се използват за измерване на много малки или много големи предмети. Например, да кажем, че сте искали да измерите дължината на мравка. Изразено в базовата единица SI, дължината на мравка е 0,003 метра. А сега си представете да изразите ширината на човешка коса или атом в метри: Вашите числа ще стават все по-малки и по-малки и все по-тромави. Същото важи и за големи измервания. Разстоянието между Ню Йорк и Лос Анджелис е 4 493 288 метра, което е още едно грозно число.

Как работи метричната система: метричната

SI префикси

За да заобиколи проблема, Генералната конференция за тегла и мерки прие серия от префиксни имена и символи, за да обозначи десетичните кратни и подмножества на единиците на SI. През 1960 г. съществуват достатъчно префикси, които да покриват кратни, вариращи от 1012 до 10-12, Но с течение на годините нови префикси навлизат в системата, за да се настанят все по-големи и по-малки стойности. В придружаващата таблица са изброени някои от одобрените имена и символи на префикса.

Сега можем да се върнем към нашите примери, за да видим предимството на използването на префикс система, базирана на мощност от 10. Дължината на мравка може да бъде 0,003 метра, но е много по-практично да се опише нещо, което е малко в милиметри. За да преобразувате метри в милиметри, просто умножавате дължината на 1000 или премествате десетичната запетая вдясно три интервала. Това ни казва, че мравка е на 3 милиметра (3 мм) от главата до корема. А какво ще кажете за пътуването ни между Ню Йорк и Лос Анджелис? Ще бъдете много по-добре да измерите толкова голямо разстояние в километри. За да преобразувате метри в километри, просто разделяте разстоянието на 1000 или премествате десетичната вляво три полета. Това прави крайното ви разстояние 4 493 километра (4 493 км).

Всички префикси работят по подобен начин. Единствената крива топка, за която трябва да се притеснявате, е килограмът, единствената база SI, чието име и символ включват префикс. Може да се изкушите да добавите префикс към килограм (микрокилограма, например), но това би било неправилно. Вместо това трябва да прикачите имена на префикс към името на единицата "грам", за да представлява по-големи и по-малки стойности на масата на обекта. Така например 10-6 килограмите биха били равни на 1 милиграм (1 mg).

Въоръжени с единици и префикси SI, имате всичко необходимо, за да започнете да измервате метриката. Всъщност по-голямата част от света прави това от десетилетия. След това ще разберем защо нациите въодушевили възприемането на модерната метрична система и какво може да се случи, когато една страна (да, ние гледаме вас, Америка) не успее да направи преминаването.

Метрична система: Рискове и награди

Ако обиколката на SI единици и префикси не ви е убедила в предимствата на метричната система, тогава се заемете с това упражнение: конвертирайте 5 мили в инча. Бързо. В главата ти. Дори ако си спомняте колко крака са на една миля (5.280) и колко сантиметра са в крак (12), все пак имате някаква сложна аритметика. Ето как ще изглежда математиката:

(5 мили) (5280 фута / 1 миля) (12 инча / 1 фут) = 316 800 инча

Метричната система прави живота много по-лесен. Подобно преобразуване би било да се намери колко сантиметра съществуват на 5 километра. На километър е 103 м; сантиметър е 10-2 м. За да направите преобразуването, просто премествате десетичната запетая вдясно пет пъти:

5 километра = 5000 метра = 500 000 сантиметра

Вижте защо SI единиците са по-лесни?

Поради своята елегантност и простота, Международната система от единици може да се намери в целия свят. Съединените щати са единствената индустриализирана нация, която все още се придържа към своите наследствени мерки и в резултат на това се бори с объркващ набор от несвързани единици. Разбира се, фактори на разходите защо САЩ е бавно да приеме метричната система. Като пример, разгледайте програмата за космически совалки на НАСА, която все още се придържа към системата за измерване на инча-килограм. Инженерите на НАСА наскоро съобщиха, че преобразуването на съответните чертежи, софтуер и документация в единици SI ще струва общо 370 милиона долара - голяма част от промените, дори за правителствена агенция, която лесно харчи 760 милиона долара, за да получи совалка във въздуха [източник: Маркировки].

Разбира се, неконвертирането идва със собствени финансови рискове. Вземете НАСА отново. През 1999 г. космическата агенция загуби сондата си Mars Climate Orbiter в размер на 125 милиона долара, когато несъответствието на единица причини неизправност [източник: Маркс]. Несъответствието възникна, тъй като системата му за контрол на отношението използваше имперски единици, а неговият навигационен софтуер използваше единици SI. В резултат на това сондата се завъртя твърде близо до планетата, прегря се и след това престана да функционира правилно. Сега това е част от милион долара космически боклуци, благодарение на изоставащия ангажимент на Америка към SI.

Много американски компании обърнаха внимание на тези предупредителни приказки. John Deere, Proctor & Gamble, Kodak, Ingersoll-Rand и много други бизнеси са преобразували всички или някои от своите операции в използване на SI единици. Това означава, че техните задгранични фабрики и вериги за доставки използват същата измервателна система - и същите части - като техните американски колеги. Това може да изглежда незначително, но спестяванията могат да бъдат значителни. Намаляването на разходите идва от два основни източника: увеличаване на производителността в резултат на използването на десетична система за измерване и способността да се конкурира по-ефективно на глобалните пазари.

В крайна сметка САЩ ще направят метричната система задължителна за своите граждани. Когато настъпи това време, тя ще промени вида на пътните знаци, бензиновите помпи и етикетите за храна, но няма да повлияе на някои свети изрази. Защо? Защото един километър на страната и хотдог с дължина 30 сантиметра просто не озвучават американското преживяване.


Видео Добавка: How does caffeine keep us awake? - Hanan Qasim.




Изследване


Как Работят Мамите
Как Работят Мамите

Как Да Маскирате Високоскоростен Land Rover? Оцветете Го Като Зебра
Как Да Маскирате Високоскоростен Land Rover? Оцветете Го Като Зебра

Наука Новини


Игри С Глава: Този Мъжки Паяк Е Шампион За Орален Секс
Игри С Глава: Този Мъжки Паяк Е Шампион За Орален Секс

Гигантска, Кръгла Доисторическа Костенурка Е Открита
Гигантска, Кръгла Доисторическа Костенурка Е Открита

Как Да Направите 7-Минутна Тренировка
Как Да Направите 7-Минутна Тренировка

Защо Учените Намушкват Трупове От Свине С Самурайски Мечове
Защо Учените Намушкват Трупове От Свине С Самурайски Мечове

Какво Е Трипофобия?
Какво Е Трипофобия?


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com