תוֹכֶן
- לב המערכת המטרית - מטר
- באמצעות קידומות בסולם המערכת המטרית
- יחידות שטח ונפח נגזרות מהמדד
- שש היחידות הבסיסיות האחרות
- יחידות נגזרות אחרות במערכת המטרית
- Vs. מטרי מערכות מדידה באנגלית - ללא תחרות!
אם אתה גר בארצות הברית, אתה יכול לסלוח לך על הבנתך פחות מבהירה של מערכת המדידה המטרית, הידועה גם בשם Système Internationale (SI). ארצות הברית היא אחת משלוש מדינות בלבד שעדיין משתמשת במערכת הקיסרית, ודבקתה ביחידות הבריטיות היא הסיבה היחידה לכך שהמערכת אינה מיושנת.
המערכת המטרית, שאפשר היה לאפיין אותה כקנה המידה, הגיעה מצרפת, שממשלתה אימצה אותה בשנת 1795. למרות שזה לקח כמעט 200 שנה, הבריטים בסופו של דבר עשו זאת, ואחריה כמעט כל מדינה אחרת, כולל שני השכנים הקרובים ביותר ושותפי המסחר החשובים ביותר של ארצות הברית, קנדה ומקסיקו.
באופן מדהים, חלק מהיחידות הבריטיות הנמצאות כיום בשימוש בארה"ב אינן אפילו אלה שאומצו על ידי ממשלת בריטניה בשנת 1824, אלא מיושנות שהבריטים השליכו באותה עת.
מדענים, סוחרים וממשלות מעדיפים את השיטה המטרית מסיבות טובות. לדוגמא, יש לו רק שבע יחידות בסיסיות, מהן נגזרות כל האחרות. הוא משתמש בתוספות של 10 במקום 12, והיחידה הבסיסית, המונה, מבוססת על תקן פיזי שניתן לאמת בכל מקום.
לב המערכת המטרית - מטר
אבי השיטה המטרית היה כומר בכנסייה שחי בליון, צרפת משנת 1618 עד 1694. לגבריאל מוטון היה דוקטורט בתאולוגיה, אך הוא היה גם מדען ואסטרונום פעיל. הצעתו למערכת מדידה המבוססת על שברים עשרוניים נתמכה במאורות כמו הפיזיקאי כריסטיאן הויגנס והמתמטיקאי גוטפריד וילהלם פון לייבניץ, והיא נחקרה על ידי החברה המלכותית. עם זאת, לקח מאה שנה עד שהמדענים חידדו את המערכת ושכנעו את ממשלת צרפת לאמץ אותה.
היחידה הבסיסית שהציע מוטון הייתה היחידה מיליארה, שהוגדרה כשנייה של קו אורך על פני כדור הארץ בקו המשווה. זה היה מחולק על ידי חלוקה על ידי 10 ליחידות משנה כאלה כמו Centuria, Decuria ו בתולה. אף על פי שלא נעשה שימוש באף אחת מהיחידות הללו, מדענים לקחו ללב Moutons רעיון בסיסי לבסס את מערכת המדידה על תקן גאופיזי.
כאשר ממשלת צרפת אימצה לראשונה את השיטה המטרית, הפך המונה ליחידת הבסיס. המילה באה מהמילה היוונית מטרוןשמשמעותו "למדוד", והיא הוגדרה במקור כעשרה מיליון מהמרחק בין קו המשווה לקוטב הצפוני לאורך מרידיאן שעובר בפריס.
ההגדרה השתנתה עם השנים, וכיום, היא מוגדרת כמאור המרחק נע דרך ואקום תוך 1/299792458 שניות בדיוק. הגדרה זו מבוססת על מהירות האור, שהיא בדיוק 299,792,458 מטר לשנייה.
באמצעות קידומות בסולם המערכת המטרית
המערכת המטרית רושמת את כל מדידות האורך במטרים, שברים של מטר או כפול מטר, ובכך נמנעת הצורך במספר יחידות, כגון סנטימטרים, רגליים ומיילים. במערכת ה- SI, לכל תוסף של 1,000 שמעביר את העשרון של מדידה שלושה מקומות ימינה או שמאלה, יש קידומת.בנוסף, קיימים קידומות עבור עשירית ומאה, כמו גם עבור 10 ו- 100.
אם אתה מודד את המרחקים בין ערים, אתה לא צריך לבטא אותם באלפי מטרים. אתה יכול להשתמש בקילומטרים. באופן דומה, מדענים המודדים מרחקים אטומיים אינם צריכים לבטא אותם במיליארדי מטר. הם יכולים להשתמש בננומטרים. רשימת הקידומות כוללת את הדברים הבאים:
קידומות אלה משמשות בכל מערכת המדידה. הם חלים על יחידות מסה (גרם), זמן (שניות), זרם חשמלי (אמפר), בהירות (קנדלה), טמפרטורה (קלווינים) וכמות החומר (שומות).
יחידות שטח ונפח נגזרות מהמדד
כשאתה מודד אורך, אתה נמדד בממד אחד. הרחב את המידות שלך לשני ממדים כדי לקבוע את השטח, והיחידות יהיו על מטר רבוע. הוסף מימד שלישי ואתה מודד נפח במטר מעוקב. לא ניתן היה לבצע את התקדמותה הפשוטה הזו כשמשתמשים ביחידות בריטיות, מכיוון שלמערכת הבריטית יש יחידות שונות לכל שלושת הכמויות, ואפילו יש לה יותר מיחידה אחת לאורך.
מטר מרובע אינם יחידות שימושיות במיוחד למדידת שטחים קטנים, כמו שטח הפנים של תא סולארי. באזורים קטנים נהוג להמיר מטר רבוע לסנטימטרים רבועים. באזורים גדולים, קילומטרים רבועים מועילים יותר. גורמי ההמרה הם 1 מ"ר = 104 סנטימטרים רבועים = 10 −6 קילומטרים רבועים.
כאשר מודדים נפח במערכת ה- SI, ליטרים הם יחידות שימושיות יותר ממטר מעוקב, בעיקר מכיוון שמטר מעוקב גדול מכדי לשאת אותו. ליטר מוגדר כ -1,000 סנטימטרים מעוקבים (המכונים גם מיליליטר), מה שהופך אותו שווה ל 0.001 מ"ק.
שש היחידות הבסיסיות האחרות
מלבד המונה, המערכת המטרית מגדירה רק שש יחידות נוספות, וכל היחידות האחרות נגזרות מהן. ליחידות האחרות עשויים להיות שמות, כגון ניוטון (כוח) או וואט (כוח), אך יחידות נגזרות אלה תמיד יכולות לבוא לידי ביטוי במונחים של היסודות. שש יחידות היסוד הן:
–
זו היחידה לזמן. זה היה אמור להיות מבוסס על אורך של יום, אבל עכשיו כשאנחנו יודעים שיום הוא למעשה פחות מ -24 שעות, יש צורך בהגדרה מדויקת יותר. ההגדרה הרשמית לשנייה מבוססת כעת על תנודות האטום צזיום -133.
–
היחידה למסה במערכת המשתמשת במדידת המונה היא הקילוגרם. מכיוון שמדובר באלף גרם, זה לא נראה כיחידה בסיסית, אך הגרם שימושי רק כשמדוד אורך בסנטימטרים. המערכת המודדת במטרים, קילוגרמים ושניות נקראת מערכת MKS. זו שמודדת בסנטימטרים, גרם ושניות היא מערכת ה- CGS.
–
בניגוד למה שניתן היה לצפות, הטמפרטורה אינה נמדדת בסולם הצלסיוס במערכת SI, אם כי מדינות המשתמשות במערכת המטרית אכן נוטות למדוד טמפרטורה במעלות צלזיוס. הם עושים זאת מכיוון שההמרה כה פשוטה. המעלות זהות באותו גודל, וטמפרטורה של 0 מעלות צלזיוס תואמת 273.15 קלווינס. כדי להמיר את צלזיוס לקלווין, פשוט הוסף 273.15.
–
יחידת הזרם החשמלי מגדירה את כמות המטען החשמלי העוברת נקודה במוליך בשנייה אחת. הוא מוגדר כקולומב אחד שהוא 6.241 × 1018 אלקטרונים, בשנייה.
- זהו מדד לכמות כמות האטומים במדגם של חומר מסוים. שומה אחת היא מספר האטומים ב- 12 גרם (0.012 ק"ג) מדגם של פחמן -12.
–
יחידה זו מתוארכת לימים בהם נרות סיפקו את ההארה המלאכותית היחידה. זו הייתה כמות התאורה שסיפקה בנר סטרדיאני אחד נר, אך ההגדרה המודרנית מעט מורכבת יותר. קנדלה אחת מוגדרת כעוצמה המאירה של מקור נתון הפולט אור מונוכרומטי בתדר של 5.4 x 1014 הרץ ובעוצמת קורן של 1/683 וואט לסטרדיאן. סטרדיאן הוא חתך רוחב מעגלי של כדור שיש לו שטח שווה לריבוע הרדיוס של הכדור.
יחידות נגזרות אחרות במערכת המטרית
למערכת המטרית 22 יחידות שמקורן שמקורן בשבע היחידות הבסיסיות. רובם, אך לא כולם, נקראים על שם מדענים בולטים שתרמו תרומה משמעותית לתחום בו היחידות רלוונטיות. לדוגמה, יחידת הכוח נקראת על שם סר אייזק ניוטון, שהניח את הקרקע למכונאות, לחקר גופות במנוחה ובתנועה. דוגמא נוספת היא היחידה לקיבול חשמלי, הפאראד, הקרויה על שם מיכל פאראדיי, חלוצה בחקר האלקטרומגנטיות.
היחידות הנגזרות הן כדלקמן:
− 273.15 שטף זוהר לומן (lm) M2M −2cd = cd תאורה (lx) לוקס (lx) M2M −4cd = m −2תקליטור פעילות רדיואקטיבית becquerel (Bq) s −1 מינון נספג אפור (Gy) M2s −2 שווה ערך במינון sievert (Sv) M2s −2 פעילות קטליטית קטאל (קאט) s −1 מול זווית מטוס radian (rad) m m −1 = 1 זווית חדה סטרדיאני (sr) M2M −2 = 1
Vs. מטרי מערכות מדידה באנגלית - ללא תחרות!
בהשוואה למערכת האנגלית, שהיא בגדר מחלקה של יחידות שנוצרו בשוק האנגלי, המערכת המטרית היא אלגנטית, מדויקת ומבוססת על סטנדרטים פיזיים אוניברסליים.
זה משהו שהוא תעלומה מדוע המערכת האנגלית עדיין בשימוש בארצות הברית, במיוחד לאור העובדה שהקונגרס העביר את חוק המרת המטרי בשנת 1975 כדי לתאם את השימוש הגובר במערכת המטרית במדינה זו. הוקמה מועצה מטרית, וסוכנויות ממשלתיות נדרשו להשתמש במערכת המטרית. הבעיה היא שהגיור היה מרצון לקהל הרחב, ורוב האנשים פשוט התעלמו מהוועדה שהתפרקה בשנת 1982.
אפשר לומר שהסיבה היחידה להמשך השימוש במערכת האנגלית בארצות הברית היא כוח ההרגל. זה באמת מה שמנהגים ישנים מתים קשה, אך בהתחשב באלגנטיות של המערכת המטרית והעובדה שהעולם כולו משתמש בה כיום, אין זה סביר שמישהו שמשתמש במערכת האנגלית ימשיך לעשות זאת הרבה יותר זמן.
שינוי אולי נראה מרתיע, אך המערכת המטרית תוכננה על ידי מדענים להיות קלה לשימוש, וזה תועלת העולה על דבקות עיקשת במסורת.