Sisteme Comune de Unități
Un sistem de unități, sau sistem de măsurare, este o colecție de unități interconectate folosite pentru a cuantifica proprietăți fizice. Înțelegerea acestor sisteme este crucială, deoarece formează fundamentul științei, comerțului și vieții de zi cu zi din întreaga lume.
În trecut, sistemele de unități erau adesea definite local și erau foarte arbitrare. De exemplu, lungimea unui „picior” putea varia semnificativ în funcție de dimensiunea piciorului unui ruler local, ceea ce ducea la inconsistențe răspândite. În timp ce unitățile locale erau practice în perioadele cu călătorii limitate, apariția globalizării și creșterea comerțului și științei internaționale au evidențiat necesitatea urgentă a unor standarde universale.
Unitățile standardizate facilitează comunicarea clară și previn confuzia între culturi și țări diferite. Sistemul Internațional de Unități (SI) a fost dezvoltat exact în acest scop. Cu toate acestea, în ciuda eforturilor de implementare globală, mai multe alte sisteme de unități, în special unitățile de uz comun din SUA și sistemul Imperial, rămân în uz comun. Acest lucru face necesară capacitatea de a converti între aceste sisteme variate.
Ce este o unitate de măsură?
O unitate de măsură este o magnitudine definită a unei cantități fizice care servește drept referință standard. Orice cantitate de același fel poate fi apoi exprimată ca multiplu al acestei unități standard. Acest lucru permite măsurători consistente și reproductibile.
Sistemul Internațional de Unități (SI)
Sistemul Internațional de Unități (SI), derivat din Système International d'Unités francez, este forma modernă a sistemului metric și cel mai adoptat sistem de măsurare la nivel mondial. Este conceput ca un sistem coerent și rațional, construit pe constante invariabile ale naturii, precum viteza luminii.
SI este un sistem în evoluție, rafinat continuu pe măsură ce înțelegerea științifică și precizia măsurătorilor se îmbunătățesc. Este format din șapte unități de bază din care derivă toate celelalte unități și utilizează un sistem cu prefixe pentru a indica multipli sau submultipli decimali.
Unități de bază SI
- Metru (m): Unitate de lungime
- Kilogram (kg): Unitate de masă
- Secundă (s): Unitate de timp
- Amper (A): Unitate de curent electric
- Kelvin (K): Unitate de temperatură termodinamică
- Mol (mol): Unitate pentru cantitatea de substanță
- Candela (cd): Unitate de intensitate luminoasă
Prefixe metrice (folosite frecvent)
SI utilizează prefixe pentru a gestiona scala măsurătorilor, permițând exprimarea clară a cantităților foarte mari sau foarte mici.
| Text | Simbol | Factor | Putere |
|---|---|---|---|
| exa | E | 1,000,000,000,000,000,000 | 1018 |
| peta | P | 1,000,000,000,000,000 | 1015 |
| tera | T | 1,000,000,000,000 | 1012 |
| giga | G | 1,000,000,000 | 109 |
| mega | M | 1,000,000 | 106 |
| kilo | k | 1,000 | 103 |
| hecto | h | 100 | 102 |
| deca | da | 10 | 101 |
| (niciunul) | (niciunul) | 1 | 100 |
| deci | d | 0.1 | 10-1 |
| centi | c | 0.01 | 10-2 |
| mili | m | 0.001 | 10-3 |
| micro | μ | 0.000001 | 10-6 |
| nano | n | 0.000000001 | 10-9 |
| pico | p | 0.000000000001 | 10-12 |
| femto | f | 0.000000000000001 | 10-15 |
| atto | a | 0.000000000000000001 | 10-18 |
Unități derivate SI
În plus față de unitățile de bază, SI include 22 de unități derivate. Aceste unități sunt formate prin combinarea unităților de bază SI și pot fi fără dimensiune sau exprimate ca un produs al uneia sau mai multor unități de bază. Câteva exemple comune includ:
- Radian (rad): Unitate de măsură pentru unghi
- Newton (N): Unitate de forță sau greutate
- Watt (W): Unitate de putere
- Volt (V): Unitate de tensiune, diferență de potențial electric
- Grad Celsius (°C): Unitate de temperatură (pe o scară derivată)
Unități non-SI acceptate pentru utilizare cu SI
Anumite unități non-SI sunt larg utilizate și acceptate pentru utilizare alături de unitățile SI datorită importanței lor practice sau prevalenței istorice. Câteva exemple comune includ:
- Timp: minut (min), oră (h), zi (d)
- Temperatură: grad (°C) - intervale specifice pe o scară non-SI
- Volum: litru (L)
- Presiune: bar (bar), milimetru de mercur (mmHg)
Istoria adoptării SI
Drumul către un sistem metric universal a început în Franța în 1791, în mare parte condus de Academia Franceză de Științe. Sistemul metric a fost lansat oficial în Franța în 1799 și s-a răspândit în întreaga Europă în timpul secolului al XIX-lea. Până în anii 1970, metricarea bazată pe SI era în mare parte finalizată în majoritatea țărilor la nivel global, cu excepții notabile precum Statele Unite, Regatul Unit, Liberia și Myanmar.
Statele Unite și metricarea
- 1866: Sistemul metric a fost legalizat pentru utilizare în SUA, deși nu a fost adoptat pe scară largă.
- 1975: Legea de conversie metrică a fost adoptată, făcând din sistemul metric "sistemul preferat de greutăți și măsuri pentru comerțul și afacerile din SUA".
- 1992: Un amendament la Legea privind ambalarea și etichetarea corectă a cerut etichetelor alimentelor să includă atât unitățile metrice, cât și cele obișnuite din SUA.
- 2010: Amendamentul din 1992 a fost revizuit, permițând producătorilor să utilizeze voluntar doar unitățile metrice pentru etichetare.
- 2012: Un răspuns al Casei Albe la o petiție pentru metricare obligatorie a indicat că nu există intenție federală de a impune utilizarea sa la nivel național, subliniind alegerea individuală și faptul că unitățile obișnuite din SUA sunt definite în cadrul sistemului metric.
Regatul Unit și metricarea
- 1862: Au început pregătirile pentru conversia metrică, iar unitățile metrice au devenit utilizabile legal.
- 1965: Guvernul a prezentat un plan pe 10 ani pentru o metricare completă, intenționată să fie voluntară cu unele subvenții.
- 1969: A fost înființată Comisia pentru metricare pentru a promova și coordona tranziția.
- 1980: Comisia pentru metricare a fost desființată după o schimbare de guvern, iar metricarea obligatorie nu a fost urmărită.
- 1989: Regatul Unit a optat să nu participe la Directiva europeană privind unitățile de măsură, alegând din nou să nu facă utilizarea metrică obligatorie.
- 1995: Regatul Unit și-a finalizat tranziția parțială oficială, deși excepții precum vânzarea de bere la halbă, indicatoarele rutiere și vitezometrele încă folosesc în principal unitățile imperiale.
- După Brexit: A existat o anumită mișcare în rândul comercianților pentru a reveni la unitățile imperiale.
Alte sisteme comune de unități
În timp ce SI predomină, factorii istorici și culturali înseamnă că alte sisteme rămân în utilizare semnificativă. Instrumentele noastre facilitează conversia pentru a depăși aceste diferențe de măsurare.
Unități personalizate ale Statelor Unite (USCS)
Sistemul personalizat al Statelor Unite este utilizat în principal pentru aplicații comerciale, sociale și personale în SUA, în timp ce SI este folosit în contexte științifice, medicale, industriale, guvernamentale și militare. USCS a avut origini din unitățile engleze anterioare, dar s-a diferențiat semnificativ de sistemul Imperial după crearea acestuia în 1824.
Istoria USCS
- 1824: Crearea sistemului Imperial în Regatul Unit a marcat o divizare formală față de sistemele de unități folosite în SUA, ducând la diferențe în ciuda originii comune.
- 1893: Ordinul Mendenhall a redefinit oficial majoritatea unităților personalizate ale SUA în termeni de metri și kilograme, legându-le de definițiile SI.
- 1959: Acordul internațional pentru yard și pound a rafinat și mai mult definițiile unităților personalizate ale SUA bazate pe unitățile metrice.
Unități comune USCS
| Categorie | Unitate | Simbol | Echivalent aproximativ în SI |
|---|---|---|---|
| Lungime | inch | in | 0.0254 meters |
| picior | ft | 0.3048 meters | |
| yar | yd | 0.9144 meters | |
| milă | mi | 1609.344 meters | |
| Suprafață | acre | 4046.873 m2 | |
| Volum general | inch cub | in3 | 0.0000164 m3 |
| picior cub | ft3 | 0.0283 m3 | |
| yar cub | yd3 | 0.765 m3 | |
| Volum lichid | linguriță | tsp | 4.929 milliliters |
| lingură | tbsp | 14.787 milliliters | |
| uncie fluidă | fl oz | 29.574 milliliters | |
| ceașcă | cp | 236.588 milliliters | |
| halbă | pt | 473.176 milliliters | |
| galoane | gal | 3785.41 milliliters | |
| Volum uscat | halbă uscată | 550.610 milliliters | |
| quart uscat | 1,101.221 milliliters | ||
| galoane uscate | 4,404.884 milliliters | ||
| Greutate/Masă | uncie | oz | 28.350 grams |
| livră | lb | 453.592 grams | |
| ton scurtă | ton | 907.185 kilograms | |
| ton lungă | long ton | 1,016.047 kilograms | |
| Temperatură | grade Fahrenheit | °F | (utilizare științifică a °C și K) |
Sistem Imperial
Sistemul Imperial, cunoscut și sub denumirea de Imperial Britanic, a fost definit oficial în 1824, succedând unităților engleze mai vechi. Deși Regatul Unit a trecut parțial la SI, unitățile imperiale sunt încă frecvent întâlnite în viața de zi cu zi, iar sistemul este folosit și în Canada și în unele țări foste ale Imperiului Britanic.
Deși împărtășește multe denumiri de unități cu unitățile personalizate ale SUA, este crucial de menționat că valorile reale pentru anumite unități, în special volumele, pot diferi (de exemplu, un galon imperial este mai mare decât un galon american). Spre deosebire de USCS, sistemul Imperial în general nu are volume separate uscate sau lichide.
Istoria sistemului Imperial
- 1818: Discuțiile despre adoptarea sistemului metric au început în Parlamentul Britanic.
- 1824: Legea Greutăților și Măsurilor a stabilit sistemul Imperial, permițând utilizarea unităților engleze mai vechi dacă echivalentele lor imperiale erau marcate.
- 1965: Guvernul UK a fost de acord oficial cu o politică de sprijin pentru metricare voluntară.
- 1969: Consiliul de Metricare a fost fondat pentru a coordona tranziția, deși a fost ulterior abolit în 1980.
- 1989: Regatul Unit a ales din nou să nu facă obligatorie utilizarea metrică evitând Directiva Europeană privind Unitățile de Măsură.
- 1995: Regatul Unit și-a finalizat oficial tranziția parțială la sistemul metric, cu unele excepții pentru utilizări tradiționale (de exemplu, bere la halbă, semne rutiere).
Unități Imperiale Comune
| Categorie | Unitate | Simbol | Echivalent aproximativ în SI |
|---|---|---|---|
| Lungime | inch | in | 0.0254 meters |
| picior | ft | 0.3048 meters | |
| yar | yd | 0.9144 meters | |
| lanț | ch | 20.1168 meters | |
| furlong | fur | 201.168 meters | |
| milă | mi | 1,609.344 meters | |
| legătură | lea | 4,828.032 meters (3 miles) | |
| Suprafață | perch | 25.293 m2 | |
| rood | 1011.714 m2 | ||
| acre | 4046.856 m2 | ||
| Volum | uncie fluidă | fl oz | 28.413 milliliters |
| gill | gi | 142.065 milliliters | |
| halbă | pt | 568.261 milliliters | |
| quart | qt | 1,136.523 milliliters | |
| galoane | gal | 4,546.09 milliliters | |
| Greutate/Masă | uncie | oz | 28.350 grams |
| livră | lb | 453.592 grams | |
| piatră | st | 6.350 kilograms | |
| Ton imperial | t | 1,016.047 kilograms |
De ce este necesară conversia unităților?
Coexistența continuă a diferitelor sisteme de unități la nivel global subliniază necesitatea indispensabilă a conversiei unităților. Este esențial pentru:
- Comunicare și Colaborare Globală: Permițând schimbul fără probleme de informații și date în cercetarea științifică, proiecte de inginerie și afaceri internaționale, indiferent de standardele locale de măsurare.
- Asigurarea Preciziei și Siguranței: Prevenirea erorilor costisitoare, a calculelor greșite și a potențialelor pericole în domenii critice precum fabricarea, construcțiile, aviația și sănătatea.
- Facilitarea Comerțului Internațional: Standardizarea specificațiilor și cantităților produselor peste granițe, eficientizând procesele de import/export.
- Îmbunătățirea Practicabilității Zilnice: Ajutând indivizii să înțeleagă rețete, distanțe de călătorie, dimensiuni ale produselor și alte măsurători atunci când întâlnesc sisteme diferite în viața de zi cu zi.
Prin furnizarea de instrumente accesibile pentru conversia precisă a unităților, această resursă are ca scop simplificarea acestor provocări, făcând datele de măsurare diverse acționabile și universal de înțeles.