Általános Egységrendszerek
Az egységrendszer, vagy mérési rendszer, egy összefüggő egységek gyűjteménye, amelyeket fizikai tulajdonságok mérésére használnak. Ezek megértése alapvető fontosságú, mivel ezek képezik a tudomány, kereskedelem és mindennapi élet alapját világszerte.
Korábban az egységrendszerek gyakran helyileg meghatározottak és erősen önkényesek voltak. Például egy 'láb' hossza jelentősen változhatott egy helyi mérőszalag méretétől függően, ami széleskörű ellentmondásokat eredményezett. Bár a helyi egységek praktikusak voltak korlátozott utazási lehetőségek idején, a globalizáció és a nemzetközi kereskedelem, valamint a tudomány fejlődése hangsúlyozta az egységes szabványok szükségességét.
A szabványosított egységek lehetővé teszik a világ különböző kultúrái és országai közötti világos kommunikációt és elkerülik a félreértéseket. A Nemzetközi Egységrendszer (SI) pontosan erre lett kifejlesztve. Bár azonban a globális alkalmazásra irányuló erőfeszítések ellenére, több más egységrendszer, különösen az Egyesült Államok szokásos egységei és az Impérium rendszer, továbbra is általánosan használatban vannak. Ezért szükség van ezek közötti átváltási képességre.
Mi az egység mérésben?
Az egység egy meghatározott fizikai mennyiség nagysága, amely standard referenciaként szolgál. Bármilyen ugyanilyen típusú mennyiség kifejezhető ennek az egységnek a többszöröseként. Ez lehetővé teszi az egységes és reprodukálható méréseket.
A Nemzetközi Egységrendszer (SI)
A Nemzetközi Egységrendszer (SI), amely a francia Système International d'Unités-ből származik, a modern metrikus rendszer és a világ legelterjedtebb mérési rendszere. Egy koherens és racionális rendszer, amelyet természetes állandók, például a fénysebesség pontosan meghatározott invariáns értéke alapján építettek fel.
Az SI folyamatosan fejlődik, mivel a tudományos megértés és a mérési pontosság javul. Hét alapegységből áll, amelyekből minden más egység származik, és egy átfogó prefix rendszerrel van ellátva, hogy tizedes szorzókat vagy alárendelt egységeket jelöljön.
SI Alapegységek
- méter (m): hosszúság egysége
- kilogramm (kg): tömeg egysége
- másodperc (s): idő egysége
- amper (A): elektromos áram egysége
- kelvin (K): termodinamikai hőmérséklet egysége
- mól (mol): mennyiség egysége
- candela (cd): fényerő egysége
Metrikus prefixek (gyakran használt)
Az SI prefixeket a mérési skála kezelésére használják, lehetővé téve nagyon nagy vagy nagyon kicsi mennyiségek egyértelmű kifejezését.
| Szöveg | Szimbólum | Szorzó | Hatvány |
|---|---|---|---|
| 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 |
| hektó | h | 100 | 102 |
| deka | da | 10 | 101 |
| (egyik sem) | (egyik sem) | 1 | 100 |
| deci | d | 0.1 | 10-1 |
| centi | c | 0.01 | 10-2 |
| milli | m | 0.001 | 10-3 |
| mikro | μ | 0.000001 | 10-6 |
| nano | n | 0.000000001 | 10-9 |
| piko | p | 0.000000000001 | 10-12 |
| femto | f | 0.000000000000001 | 10-15 |
| atto | a | 0.000000000000000001 | 10-18 |
SI- származtatott egységek
A bázisegységek mellett az SI 22 származtatott egységet tartalmaz. Ezek az egységek az SI bázisegységeinek kombinálásával jönnek létre, lehetnek dimenzió nélküli vagy egy vagy több bázisegység szorzataként kifejezve. Néhány gyakori példa:
- Radián (rad): Szög egysége
- Newton (N): Erő vagy súly egysége
- Watt (W): Teljesítmény egysége
- Volt (V): Feszültség, elektromos potenciálkülönbség egysége
- Celsius-fok (°C): Hőmérséklet egysége (származtatott skálán)
Nem-SI egységek, amelyeket az SI-val együtt lehet használni
Bizonyos nem-SI egységek széles körben használtak és elfogadottak az SI egységekkel való együttes használatra gyakorlati jelentőségük vagy történelmi elterjedtségük miatt. Néhány gyakori példa:
- Idő: perc (min), óra (h), nap (d)
- Hőmérséklet: fok (°C) - nem-SI skálán meghatározott intervallumok
- Térfogat: liter (L)
- Nyomás: bar (bar), higanymilliméter (mmHg)
Az SI elfogadásának története
Az egységes metrikus rendszer felé vezető út 1791-ben kezdődött Franciaországban, nagyrészt a Francia Tudományos Akadémia által ösztönözve. A metrikus rendszer hivatalosan 1799-ben indult Franciaországban, és a 19. század során elterjedt Európában. Az 1970-es évekre az SI-alapú metrikus rendszer nagy részben bevezetett volt a világ legtöbb országában, kivéve néhányat, például az Egyesült Államokat, az Egyesült Királyságot, Libériát és Mianmar-t.
Az Egyesült Államok és a metrikus rendszer
- 1866: A metrikus rendszer jogilag elfogadottá vált az USA-ban, bár nem volt széles körben alkalmazott.
- 1975: A Metrikus Átváltási Törvény elfogadásra került, amely a metrikus rendszert az "preferált súly- és mértékrendszerként az USA kereskedelmében és gazdaságában" írta elő.
- 1992: A Fair Packaging and Labeling Act módosítása előírta, hogy az élelmiszer-címkéken mindkét egységrendszer, a metrikus és az amerikai szokásos egységek szerepeljenek.
- 2010: A 1992-es módosítást felülvizsgálták, lehetővé téve a gyártók számára, hogy önként csak metrikus egységeket használjanak címkézéshez.
- 2012: A Fehér Ház válasza egy petícióra a kötelező metrikus rendszer bevezetéséről nem jelezte a szövetségi szándékot annak országos alkalmazására, hangsúlyozva az egyéni választást és hogy az amerikai szokásos egységek a metrikus rendszer részeként vannak meghatározva.
Az Egyesült Királyság és a metrikus rendszer
- 1862: Elkezdődtek a felkészülések a metrikus átváltásra, és a metrikus egységek jogilag használhatóvá váltak.
- 1965: A kormány egy 10 éves tervet vázolt fel a teljes metrikus rendszer bevezetésére, amely önkéntes volt némi támogatással.
- 1969: Létrejött a Metrikus Átváltási Testület a váltás elősegítése és koordinálása érdekében.
- 1980: A Metrikus Átváltási Testület feloszlott a kormányváltás után, és nem folytatták a kötelező metrikus rendszer bevezetését.
- 1989: Az Egyesült Királyság kivált az Európai Mértékegység-irányelvből, ismét úgy döntve, hogy nem teszi kötelezővé a metrikus használatot.
- 1995: Az Egyesült Királyság hivatalosan részleges átállását befejezte, bár kivételek, mint például a csapolt sör értékesítése, közlekedési táblák és sebességmérők továbbra is elsősorban az imperial egységeket használják.
- Brexit után: Néhány kiskereskedő között mozgolódás tapasztalható az imperial egységek felé való visszatérés irányába.
Egyéb általános egységrendszerek
Míg az SI dominál, történelmi és kulturális tényezők miatt más rendszerek továbbra is jelentős használatban vannak. Eszközeink megkönnyítik az átváltást, hogy áthidalják ezeket a mérési különbségeket.
Egyesült Államok Szokásos Egységei (USCS)
Az Egyesült Államok Szokásos Rendszere elsősorban kereskedelmi, társadalmi és személyes alkalmazásokra szolgál az USA-ban, míg az SI-t tudományos, orvosi, ipari, kormányzati és katonai kontextusokban használják. Az USCS az angol korábbi egységekből származik, de jelentősen eltért az Imperial rendszertől, miután az utóbbit 1824-ben létrehozták.
Az USCS története
- 1824: Az Imperial rendszer kialakítása az Egyesült Királyságban hivatalosan szétválasztotta az amerikai egységrendszerektől, ami különbségekhez vezetett a közös eredetek ellenére is.
- 1893: A Mendenhall-rendelet hivatalosan újradefiniálta az amerikai szokásos egységek többségét méterben és kilogrammban, összekapcsolva azokat az SI definíciókkal.
- 1959: A Nemzetközi Yard és Font Egyezmény tovább finomította az amerikai szokásos egységek definícióit a metrikus egységek alapján.
Általános USCS Egységek
| Kategória | Egység | Szimbólum | Körülbelüli SI megfeleltetés |
|---|---|---|---|
| Hossz | col | in | 0.0254 meters |
| láb | ft | 0.3048 meters | |
| yard | yd | 0.9144 meters | |
| mérföld | mi | 1609.344 meters | |
| Terület | hold | 4046.873 m2 | |
| Általános térfogat | kocka inch | in3 | 0.0000164 m3 |
| kocka láb | ft3 | 0.0283 m3 | |
| kocka yard | yd3 | 0.765 m3 | |
| Folyadéktérfogat | teáskanál | tsp | 4.929 milliliters |
| evőkanál | tbsp | 14.787 milliliters | |
| folyadék uncia | fl oz | 29.574 milliliters | |
| csésze | cp | 236.588 milliliters | |
| pint | pt | 473.176 milliliters | |
| gallon | gal | 3785.41 milliliters | |
| Száraz térfogat | száraz pint | 550.610 milliliters | |
| száraz quart | 1,101.221 milliliters | ||
| száraz gallon | 4,404.884 milliliters | ||
| Súly/Massza | uncia | oz | 28.350 grams |
| font | lb | 453.592 grams | |
| rövid tonna | ton | 907.185 kilograms | |
| hosszú tonna | long ton | 1,016.047 kilograms | |
| Hőmérséklet | fok Fahrenheit | °F | (tudományos °C és K használata) |
Imperial rendszer
Az Imperial rendszer, más néven brit imperial, hivatalosan 1824-ben lett meghatározva, az idősebb angol egységek helyébe lépve. Bár az Egyesült Királyság részben áttért az SI rendszerre, az imperial egységek még mindig gyakran előfordulnak a mindennapi életben, és a rendszert használják Kanadában és néhány volt brit gyarmatban is.
Bár sok egységnevet oszt meg az amerikai szokásos egységekkel, fontos megjegyezni, hogy bizonyos egységek, különösen a térfogatok, eltérhetnek (pl. egy imperial gallon nagyobb, mint egy amerikai gallon). Az USCS-től eltérően az Imperial rendszer általában nem különbözteti meg a száraz vagy folyékony térfogatokot.
Az Imperial rendszer története
- 1818: A méter rendszer bevezetéséről szóló viták kezdődtek a brit parlamentben.
- 1824: A Súly- és Mértékrendelet megalapította az Imperial rendszert, lehetővé téve az idősebb angol egységek használatát, ha azok Imperial megfelelői voltak megjelölve.
- 1965: Az Egyesült Királyság kormánya hivatalosan elfogadta a önkéntes metrikus rendszer támogatását.
- 1969: A Metrikusság Tanácsot alapították a váltás koordinálására, bár később 1980-ban megszüntették.
- 1989: Az Egyesült Királyság ismét elkerülte a metrikus használat kötelezővé tételét az Európai Mértékegység Irányelv elkerülésével.
- 1995: Az Egyesült Királyság befejezte hivatalos részleges áttérését a metrikus rendszerre, néhány kivétellel a hagyományos használatokban (pl. csapolt sör, közlekedési táblák).
Gyakori Imperial egységek
| Kategória | Egység | Szimbólum | Körülbelüli SI megfeleltetés |
|---|---|---|---|
| Hossz | col | in | 0.0254 meters |
| láb | ft | 0.3048 meters | |
| yard | yd | 0.9144 meters | |
| lánc | ch | 20.1168 meters | |
| furlong | fur | 201.168 meters | |
| mérföld | mi | 1,609.344 meters | |
| liga | lea | 4,828.032 meters (3 miles) | |
| Terület | perch | 25.293 m2 | |
| rood | 1011.714 m2 | ||
| hold | 4046.856 m2 | ||
| Térfogat | folyadék uncia | fl oz | 28.413 milliliters |
| pint | gi | 142.065 milliliters | |
| pint | pt | 568.261 milliliters | |
| negyed | qt | 1,136.523 milliliters | |
| gallon | gal | 4,546.09 milliliters | |
| Súly/Massza | uncia | oz | 28.350 grams |
| font | lb | 453.592 grams | |
| kő | st | 6.350 kilograms | |
| Imperial tonna | t | 1,016.047 kilograms |
Miért szükséges az egységátváltás?
A különböző egységrendszerek folyamatos együttélése világszerte hangsúlyozza az egységátváltás elengedhetetlen szükségességét. Ez létfontosságú:
- Globális kommunikáció és együttműködés: Az információk és adatok zökkenőmentes cseréjének lehetővé tétele tudományos kutatásban, mérnöki projektekben és nemzetközi üzleti életben, a helyi mérési szabványoktól függetlenül.
- Pontosság és biztonság biztosítása: Költséges hibák, tévedések és potenciális veszélyek megelőzése olyan területeken, mint a gyártás, építészet, repülés és egészségügy.
- Nemzetközi kereskedelem támogatása: A termékek specifikációinak és mennyiségeinek egységesítése határokon átívelően, az import-export folyamatok egyszerűsítése érdekében.
- A mindennapi gyakorlati élet megkönnyítése: Segít az egyéneknek megérteni a recepteket, utazási távolságokat, termékméreteket és más méréseket, amikor különböző rendszerekkel találkoznak a mindennapokban.
Az elérhető eszközök biztosításával az pontos egységátváltás érdekében ez az erőforrás célja, hogy leegyszerűsítse ezeket a kihívásokat, és a különböző mérési adatok könnyen értelmezhetővé és használhatóvá váljanak.