Metric

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 7 ianuarie 2022; verificarea necesită 21 de modificări .

Sistemul metric  este denumirea comună pentru sistemul zecimal internațional de unități bazat pe utilizarea metrului și kilogramului . De-a lungul ultimelor două secole, au existat diverse versiuni ale sistemului metric, care diferă în alegerea unităților de bază . În prezent, Sistemul Internațional de Unități (SI) este universal recunoscut. Cu unele diferențe în detalii, elementele sistemului sunt aceleași în toată lumea. Unitățile metrice sunt utilizate pe scară largă în întreaga lume atât în ​​scopuri științifice, cât și în viața de zi cu zi. În prezent, sistemul metric este adoptat oficial în toate țările lumii, cu excepția Statelor Unite , Liberia și Myanmar.(Birmania). Myanmar intenționează să treacă la sistemul metric în următorii ani.

Principala diferență între sistemul metric și sistemele tradiționale utilizate anterior este utilizarea unui set ordonat de unități de măsură. Pentru orice mărime fizică , există o singură unitate principală și un set de submultipli și multipli, formați în mod standard folosind prefixe zecimale . Acest lucru elimină inconvenientul utilizării unui număr mare de unități diferite (cum ar fi inci , picioare , fadens , mile etc.) cu reguli complexe de conversie între ele. În sistemul metric, conversia este redusă la înmulțirea sau împărțirea cu o putere de 10 , adică o simplă permutare a punctului zecimal .

S-au încercat introducerea unităților metrice pentru măsurarea timpului (prin împărțirea unei zile, de exemplu, la milizile) și a unghiurilor (prin împărțirea unei revoluții la 1000 de miliviri sau la 400 de grade ), dar nu au avut succes (deși deg s-au găsit mai târziu destul de largi). aplicație în măsurarea unghiurilor în geodezie ). În prezent, SI folosește secunde (împărțite la milisecunde etc.) și radiani.

Dezavantajele sistemelor de măsurare tradiționale

Sistemele europene tradiționale de unități de măsură de bază au fost împrumutate de la unitățile romane antice .

Unitățile de măsură tradiționale reflectau spațiul vizual al unei persoane prin cantități inteligibile (pas, deget, cot etc.) Același lucru este valabil și pentru măsurarea greutății substanțelor și obiectelor. În unitățile tradiționale de măsură, fiecare grup folosește propriile unități separate - pentru lichide, solide în vrac, farmacii și bijuterii.

Unități de lungime . Luați în considerare un exemplu bazat pe sistemul imperial (englez) .

Unitatea de măsură romană antică „deget” - inch , „picior” - picior , „mii de pași dubli” (adică piciorul stâng și drept) - mile . Unitățile de măsură premetrice reflectau spațiul personal și vizual al unei persoane din Evul Mediu. Inci distanțe măsurate în cadrul liniei de vedere (1-2 metri). Dimensiunile mai mici au fost măsurate în linii . Odată cu inventarea lupei, punctele au început să fie utilizate în mod activ . Mila a devenit limita spațiului vizual . În sistemul imperial de măsuri au apărut două unități de lungime, așa-numitele. „începători”. Unul dintre ele este o curte , care era egală cu distanța de la vârful nasului Majestății Sale regele englez Edgar până la vârful degetului mijlociu al mâinii întinse. A doua unitate - mil - egală cu 1/1000 de inch, a fost inventată de Joseph Whitworth , care a propus utilizarea diviziunilor zecimale ale unităților imperiale în inginerie. Ideea lui Whitworth (traducerea unităților imperiale în măsurători zecimale) nu a fost utilizată pe scară largă, deoarece a fost implementată în sistemul metric mult mai simplu și mai eficient. Cu toate acestea, mil este folosit în SUA în electronică și măsurători de metal subțire, pentru cei care sunt obișnuiți să măsoare lungimi doar în unități imperiale.

Unități de volum . Pentru a măsura capacitățile de apă în Rusia pre-revoluționară, s-au folosit diferite volume în momente diferite, de exemplu , o găleată , căni și căni . Fiecare dintre aceste unități de măsură reflecta capacitatea vaselor pe care meșterii le scoteau la vânzare. Băuturile tari au fost o zonă separată pentru utilizarea volumelor în Rusia. Au existat o mare varietate de tipuri de măsuri pentru băuturi tari - o kosushka , un patrulater, un shkalik , o jumătate de damasc, un damasc, o sticlă de vin , o sticlă de vodcă , o găleată etc. În taverne și restaurante, mâncăruri speciale din volumul lor au fost folosite pentru măsurarea alcoolului. Între măsurători au existat propriile rapoarte sub formă de numere întregi sau fracții. De exemplu, un kosushka era egal cu cinci solzi, două kosushka erau egale cu o sticlă de vodcă. O sticlă de vin era egală cu 1/16 dintr-o găleată, iar o sticlă de vodcă era egală cu 1/20. Adică nu exista un sistem integral de măsurare a volumului de lichide, existau doar relații separate de volume, prin numere întregi (sau fracții întregi), unde unitatea de bază era un recipient pentru lichide realizat de maestru.

Unități de masă . În Rusia prerevoluționară, masa mărfurilor și cerealelor era măsurată în puds , loturi , lire (hryvnias), bobine și acțiuni . În mod convențional, ponderea era egală cu greutatea unui bob de speltă . Bobina era egală cu greutatea unei monede de aur emisă în Rus'. Lotul a fost egal cu greutatea a 3 bobine (aproximativ 12 grame). O liră era egală cu aproximativ 400 de grame sau 96 de bobine. Mai mult decât atât, până pe vremea lui Petru 1, lira s-a numit hrivna, Peter 1 a luat ca bază lira engleză . Un pud (aproximativ 16 kg) era egal cu 40 de lire sterline. Adică, în Rusia, unitățile de măsurare a masei au fost asociate cu diferite sisteme de conversie (3, 40, 96), unele dintre ele, cum ar fi lira (plus unitățile farmaceutice), au fost împrumutate din Anglia de dragul confortului la calcularea în face comert cu el. Acest lucru a confirmat artificialitatea acestor unități, deoarece nu aveau o unitate de bază naturală de care să fie legate și ușor de recalculat.

Sistemul metric de măsuri a reușit să rezolve complet problemele de mai sus. Sistemul zecimal a făcut o recalculare ușoară a propriilor unități printr-o permutare a virgulei, a rezolvat problema măsurării atât a microcosmosului, cât și a macrocosmosului, în plus, în orice proporție, datorită prefixelor.

Inițial, la dezvoltarea unităților metrice de măsură, un grup de oameni de știință și-a motivat activitățile prin dezvoltarea unui nou sistem de măsurare nu atât pentru Franța, cât pentru întreaga umanitate. Prin urmare, în căutarea unei definiții a unității universale a noului sistem de contorizare , oamenii de știință au dedus-o experimental ca o parte a zece milioane a meridianului (de la pol la ecuator) care trece prin Paris, adică nu este un englez. iarda egală cu lungimea mâinii regelui de la vârful nasului, dar o unitate naturală. Utilizarea numelor grecești ca nume de bază (cum se obișnuiește în multe ramuri ale științei) a contribuit la adoptarea numelor de către alte țări fără probleme.

Un exemplu de alegere (internațională) corectă de a crea un nou sistem de măsurare a fost prezentat de Țările de Jos. În epoca napoleonică, Olanda făcea parte din Franța, deoarece în partea ei anexată au fost introduse acolo unități de măsură franceze ( leu, toise , livre etc.). În 1817, Regatul Țărilor de Jos a devenit independent și decretul din 27 martie 1817 a fost abandonarea unităților de măsură franceze și revenirea la olandezii originale. Dar, unitățile de măsură olandeze au fost aduse la unități metrice, adică Olanda a lăsat sistemele metrice ca pe cele de bază, recunoscându-le.

Istorie

secolul al XVIII-lea

Sistemul metric a luat naștere din decretele adoptate de Adunarea Națională a Franței în 1791 și 1795 pentru a defini metrul ca o zece milioneme dintr-un sfert din circumferința Pământului (de la Polul Nord la ecuator ) de-a lungul meridianului care trece prin Paris - meridianul Parisului [1] .

În 1790, francezii au propus Marii Britanii și Statelor Unite să stabilească o singură lungime de metru, egală cu lungimea unui pendul cu o cursă de 1 secundă (adică cu o perioadă de oscilație de 2 secunde). Parlamentul britanic și Congresul SUA au refuzat această propunere din cauza lipsei de acord asupra latitudinii la care ar trebui măsurat pendulul. Fiecare țară dorea să folosească meridianul care trece prin țara sa. Prin urmare, oamenii de știință francezi au decis să treacă singuri la definiția contorului.

La 7 aprilie 1795, sistemul metric a fost format pentru prima dată și adoptat oficial în dreptul francez [2] . A definit șase unități zecimale:

  1. Metru
  2. Ar
  3. Ster (numit mai târziu metru cub )
  4. Litru
  5. Gram
  6. Franc (moneda franceză)

Au fost definite și primele prefixe zecimale, care mai târziu au devenit prefixele SI . În decembrie 1799, în Franța a fost votată o lege, conform căreia sistemul metric a devenit singurul din țară.

secolul al XIX-lea

În 1832, omul de știință german Carl Friedrich Gauss a propus în fizică un nou sistem de măsuri CGS (centimetru-gram-secundă), care era legat de miligram și milimetru. Astfel, Gauss a introdus unitățile metrice în știință. De la munca sa, sistemul metric a fost acceptat de comunitatea științifică ca bază în cercetarea științifică.

Prin decret emis la 4 iulie 1837, sistemul metric a fost declarat obligatoriu în toate tranzacțiile comerciale din Franța. A înlocuit treptat sistemele locale și naționale din alte părți ale Europei și a fost acceptată legal în Marea Britanie și SUA .

În 1861, un grup de oameni de știință britanici a propus modelul unităților interconectate . Luând ca bază prototipul CGS creat de Carl Gauss cu unități mecanice (lungime, masă, timp), ei și-au propus să asocieze unități termice și electrice cu acestea. Într-un raport din 1863 [3] au introdus conceptul de sistem holistic de unități, conform căruia unitățile de lungime, masă și timp erau definite ca „unități fundamentale” (cunoscute în prezent ca unități de bază). Toate celelalte unități de măsură pot fi derivate (deci unități derivate) din aceste unități de bază. Ca unități de bază au fost alese metrul, gramul și secunda.

Prin definirea metrului ca o parte a zece milionemi dintr-un sfert din meridianul pământului, creatorii sistemului metric au căutat să obțină invarianța și reproductibilitatea exactă a sistemului. Ei au luat un gram ca unitate de masă, definindu-l ca fiind masa unei milionemi dintr-un metru cub de apă la densitatea sa maximă . Pentru a facilita utilizarea noilor unități în practica de zi cu zi, au fost create standarde metalice care reproduc aceste definiții ideale cu cea mai mare acuratețe.

Curând a devenit clar că standardele metalice de lungime puteau fi comparate între ele, introducând o eroare mult mai mică decât atunci când se compară orice astfel de standard cu un sfert din meridianul pământului. În plus, a devenit clar că acuratețea comparării standardelor de masă metalică între ele este mult mai mare decât acuratețea comparării oricărui astfel de standard cu masa volumului corespunzător de apă.

În acest sens, Comisia Internațională de Contor din 1872 a decis să ia ca standard de lungime contorul „de arhivă” stocat la Paris „așa cum este”. În același mod, membrii Comisiei au luat drept etalon de masă și kilogramul de arhivă platină-iridiu, „având în vedere că raportul simplu stabilit de creatorii sistemului metric, între o unitate de greutate și o unitate de volum, reprezintă kilogramul existent cu o precizie suficientă pentru aplicații obișnuite în industrie și comerț, și știința exactă are nevoie nu de un simplu raport numeric de acest fel, ci de o definiție extrem de perfectă a acestui raport.

La 20 mai 1875, șaptesprezece țări au semnat Convenția metrului , iar acest acord a stabilit procedura de coordonare a standardelor metrologice pentru comunitatea științifică mondială prin Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri și Conferința Generală pentru Greutăți și Măsuri .

Noua organizație internațională a preluat imediat dezvoltarea standardelor internaționale de lungime și masă și transferul copiilor lor către toate țările participante.

secolul al XX-lea

Pe baza sistemului metric, Sistemul Internațional de Unități (SI) a fost elaborat și adoptat în 1960 de către Conferința a XI-a Generală a Greutăților și Măsurilor [4] . În a doua jumătate a secolului XX, majoritatea țărilor din lume au trecut la sistemul SI.

Sfârșitul secolului 20-21

În anii 1990, utilizarea pe scară largă a computerelor și a aparatelor de uz casnic din Asia, în care nu existau instrucțiuni și inscripții în rusă și alte limbi ale fostelor țări socialiste, dar erau disponibile în engleză, a condus la deplasarea sistemului metric. într-o serie de domenii ale tehnologiei. . Deci, dimensiunile CD-urilor, dischetelor, hard disk-urilor, diagonalei monitoarelor și televizoarelor, matricelor camerelor digitale din Rusia sunt de obicei indicate în inci , în ciuda faptului că designul original este de obicei realizat în sistemul metric. De exemplu, hard disk-urile „3.5” au de fapt 90 mm lățime [5] , CD-urile și DVD-urile au un diametru de 120 mm. Toate ventilatoarele computerelor folosesc sistemul metric (80 și 120 mm). Cel mai popular format foto pentru amatori, 4R (cunoscut în SUA ca 4x6 inci și în țările cu metrice ca 10x15 cm) este fixat la milimetru și măsoară 102x152 mm în loc de 101,6x152,4 mm.

În prezent[ ce? ] timp, sistemul metric este adoptat oficial în toate țările lumii, cu excepția SUA, Liberia și Myanmar (Birmania). Ultima țară care a finalizat tranziția la sistemul metric a fost Irlanda (2005). În Marea Britanie și Sfânta Lucia, trecerea la SI este încă[ ce? ] nu este încă terminat. În Antigua și Guyana, de fapt, această tranziție este departe de a fi încheiată. China, care a finalizat această tranziție, folosește totuși nume chinezești antice pentru unitățile metrice. În SUA, sistemul SI este adoptat pentru utilizare în știință și fabricarea instrumentelor științifice, pentru toate celelalte domenii (cu excepția farmacologiei, toate medicamentele sunt etichetate numai conform sistemului SI) - versiunea americană a sistemului englez de unități .

In prezent[ ce? ] moment în Myanmar sunt utilizate trei sisteme de măsurare. Primul este birmanez nativ, al doilea este imperial (engleză), al treilea este metric. Primele două sunt utilizate pe scară largă în țară. Sistemul metric este utilizat în principal în comerțul cu alte țări. Problema trecerii la sistemul metric este considerată a fi lipsa de voință politică a autorităților din Myanmar, deoarece aceasta necesită eforturi semnificative (emiterea de manuale, instruirea populației și funcționarilor) și investiții (de exemplu, înlocuirea greutăților și a instrumentelor de măsurare). Începând cu 2014, au fost anunțate planuri de pregătire pentru măsurare până în 2019 cu ajutorul Institutului Național de Metrologie din Germania.

Liberia folosește două sisteme de măsurare: imperial (SUA) și metric. Guvernul Liberiei a anunțat o tranziție treptată la sistemul metric (date nespecificate). In prezent[ ce? ] timp în rapoartele lor, guvernul folosește ambele sisteme.

Sistemul metric în Imperiul Rus, URSS

Sistemul metric de măsuri a fost aprobat pentru utilizare în Rusia (opțional) prin legea din 4 iunie 1899, al cărei proiect a fost elaborat de D. I. Mendeleev și introdus ca decret obligatoriu al Guvernului provizoriu din 30 aprilie 1917 și pentru URSS - prin decretul Consiliului Comisarilor Poporului din URSS din 21 iulie 1925.

În plus față de sistemul metric de măsuri din Federația Rusă, este încă utilizată o unitate nemetrică - milimetru de mercur . În URSS, în anii 80, s-a făcut o tranziție în domeniul informațional la hectopascali , dar mai târziu a fost efectuată o revenire la mm. rt. coloana [6] [7] , cu excepția sferei transportului aerian, unde în timpul negocierilor dintre controlorii de trafic aerian și echipaje, valoarea presiunii atmosferice se transmite peste aer în hectopascali.

Sistemul metric din Statele Unite

În Statele Unite, sistemul metric de unități este utilizat diferit în diferite industrii. De exemplu, în domeniul științific, sistemul metric este dominant, cu excepția unui număr de secțiuni, cum ar fi meteorologia și geologia, unde sunt utilizate în principal unitățile imperiale tradiționale : temperatura se măsoară în grade Fahrenheit , presiunea - în inci de mercur , viteza vântului - în noduri . Alte domenii, cum ar fi construcțiile, folosesc exclusiv sistemul imperial de unități . Există și aplicații hibride, de exemplu, vitezometrele sunt realizate cu două cântare combinate care arată simultan mile pe oră și kilometri pe oră.

În interiorul Statelor Unite, există atât susținători ai metrificării (tranziția la sistemul metric), cât și oponenți. În 2013, în statul Hawaii a fost introdus un proiect de lege care propunea ca sistemul metric să fie obligatoriu în acel stat. În 1992, unii membri ai Congresului au încercat să legifereze utilizarea sistemului metric pe autostrăzile federale.

În Statele Unite, cele mai probabile motive pentru rezistența la metrificare sunt două:

Prima este aceeași care a apărut în Franța după introducerea legislativă a metrului , când oamenii de rând nu acceptau unități noi și foloseau vechile picioare, legile și livrele familiare. Au fost nevoie de mai bine de 40 de ani pentru ca noile unități să ajungă la populația comună și să devină naturale. La fel s-a întâmplat și în Rusia, care, după semnarea convenției metrice în 1875, în practică aproape peste tot (cu un număr de excepții) a folosit sistemul tradițional de măsurare și a trecut la utilizarea obligatorie a sistemului metric abia în 1918 sub dominația sovietică. Dacă citiți memoriile emigranților ruși după revoluția din 1917, aceștia folosesc verste, sazhens etc. în memoriile lor.

Al doilea motiv este că Statele Unite sunt liderul economic și tehnologic în lume, iar reprezentanții gândirii imperiale consideră că nu este bine ca „trendsetterul” american să se adapteze celorlalți, chiar dacă acest lucru va aduce beneficii tangibile [8] . Acest lucru este confirmat, de exemplu, de reticența Statelor Unite de a trece de la dimensiunea hârtiei Letter la raportul de aspect justificat matematic și acceptat de toate celelalte țări ale lumii în format de hârtie conform standardului ISO 216 .

Sistemul metric în aviație, spațiu și maritim

În ciuda utilizării pe scară largă a sistemului metric în lume, în unele industrii situația este complet diferită. Deci, din punct de vedere istoric, în aviație (civilă) și în afacerile maritime, se folosește un sistem de măsuri învechit bazat pe picioare și mile. În același timp, ICAO (International Civil Aviation Organization) are o poziție fermă cu privire la retragerea necondiționată a unităților nemetrice din practica aviației [9] . În aviație, un sistem pur metric este folosit în Suedia, Rusia, China și alte țări, ceea ce creează uneori o neînțelegere între controlori și piloți.

Dar în industria spațială, inclusiv în SUA ( NASA ), a existat o tranziție completă la sistemul metric.

Prefixe pentru multipli și submultipli

multiplicitate Consolă Desemnare Exemplu
Rusă internaţional Rusă internaţional
10 1 placa de sunet Deca da da dal - decalitre
10 2 hecto hecto G h hPa - hectopascal
10 3 kilogram kilogram la k kN - kilonewton
10 6 mega mega M M MPa - megapascal
10 9 giga giga G G GHz - gigahertz
10 12 tera tera T T TV - teravolt
10 15 peta peta P P Pflop - petaflop
10 18 exa exa E E EB - exabyte
10 21 zetta zetta Z Z ZeV - zetaelectronvolt
10 24 yotta yotta Și Y Ig - yottagramm

Împreună cu unitățile de bază și derivate din sistemul metric, un set standard de prefixe este utilizat pentru a forma multipli și submultipli. (Această idee a fost propusă de Gabriel Mouton  , un matematician și teolog francez, în 1670 [10] .) De exemplu, prefixul „kilo” este folosit pentru a forma o unitate de lungime (kilometru) care este de 1.000 de ori unitatea de bază. Sistemul Internațional de Unități (SI) recomandă utilizarea prefixelor zecimale SI standard pentru a forma nume și simboluri pentru multipli și submultipli.

Variante metrice ale unităților tradiționale

Au existat și încercări de modificare ușor a unităților tradiționale, astfel încât relația dintre ele și unitățile metrice să devină mai simplă; a făcut posibilă, de asemenea, scăparea de definiția ambiguă a multor unități tradiționale. De exemplu:

Unele dintre aceste unități au prins rădăcini; în prezent, în Rusia, „tonă”, „carat” și „cai putere” fără specificații denotă întotdeauna versiunile metrice ale acestor unități.

Note

  1. ↑ Decret relatif aux poids et aux mesures. 18 germinal an 3 (7 aprilie 1795) // Website Smdsi.quartier-rural.org (link indisponibil) . Preluat la 17 mai 2015. Arhivat din original la 25 februarie 2013. 
  2. ↑ Decret privind introducerea sistemului metric (fr) (link inaccesibil) . Preluat la 23 iunie 2018. Arhivat din original la 17 august 2016. 
  3. ↑ Rapoarte ale comitetului pentru standardele electrice numit de asociația britanică pentru progresul științei
  4. ↑ Broșura SI Arhivată 26 aprilie 2006 pe Wayback Machine Description of the SI pe site-ul web al Biroului Internațional de Greutăți și Măsuri
  5. ↑ Dimensiunile „computerului” de 3,5 și 5,25 inci nu sunt legate de milimetru, ci de unitatea de 1,75 inci, deci sunt exact 2U și 3U.
  6. ↑ Hectopascali. Cine își amintește? Pentru ce? . Preluat la 25 mai 2020. Arhivat din original la 17 septembrie 2019.
  7. ↑ 1 hPa = 0,75 mmHg Artă. : birdwatcher - LiveJournal . Preluat la 25 mai 2020. Arhivat din original la 5 august 2020.
  8. ↑ solomon592d. De ce America încă folosește scala Fahrenheit. Vox în rusă (30 octombrie 2017). Preluat: 25 mai 2018.
  9. ↑ Anexa 5 la „Convenția privind aviația civilă internațională”, capitolul 4 . Consultat la 20 iunie 2014. Arhivat din original la 13 octombrie 2014.
  10. ↑ O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F., „Johannes Kepler”, arhiva MacTutor History of Mathematics, Universitatea din St Andrews . Consultat la 18 noiembrie 2011. Arhivat din original la 21 septembrie 2013.

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice