Система единиц измерения

Система единиц измерения , также известная как система единиц или система измерения , представляет собой совокупность единиц измерения и правил, связывающих их друг с другом. Системы измерения исторически были важны, регламентированы и определены для целей науки и торговли . Используемые экземпляры включают Международную систему единиц или СИ (современную форму метрической системы ), британскую имперскую систему и обычную систему Соединенных Штатов .

История

В древности системы измерения определялись на местном уровне: различные единицы измерения могли определяться независимо в зависимости от длины большого пальца короля или размера его ступни, длины шага, длины руки или, возможно, веса воды в бочонок определенного размера, возможно, сам по себе определяемый руками и костяшками пальцев . Объединяющей характеристикой является то, что существовало какое-то определение, основанное на каком-то стандарте. Со временем локти и шаги уступили место «обычным единицам» для удовлетворения потребностей торговцев и ученых.

Предпочтение более универсальной и последовательной системе постепенно распространялось по мере роста международной торговли и науки. Изменение системы измерения потребует затрат в ближайшем будущем, что часто приводит к сопротивлению такому изменению. Существенная выгода от перехода к более рациональной и международно согласованной системе измерения была признана и пропагандирована учеными, инженерами, бизнесменами и политиками, что привело к тому, что большая часть мира приняла общепринятую метрическую систему.

Французская революция породила метрическую систему , которая распространилась по всему миру, заменив большинство привычных единиц измерения. В большинстве систем длина (расстояние), масса и время являются базовыми величинами .

электромагнитную величину, такую как электрический заряд Более поздние научные разработки показали, что для расширения набора основных величин можно добавить или электрический ток. Гауссовы единицы имеют в качестве основных величин только длину, массу и время, без отдельного электромагнитного измерения. Другие величины, такие как мощность и скорость , выводятся из базовых величин: например, скорость — это расстояние в единицу времени. Исторически для одного и того же типа величины использовался широкий диапазон единиц. В различных контекстах длина измерялась в дюймах , футах , ярдах , саженях , стержнях , цепях , фарлонгах , милях , морских милях , стадиях , лигах с коэффициентами пересчета, которые не основывались на десятичной степени.

В метрической системе и других современных системах основные соотношения между величинами, выраженные физическими формулами, такими как законы движения Ньютона , используются для выбора небольшого количества основных величин, для каждой из которых определяется единица измерения, из которой все остальные единицы могут быть производными. Вторичные единицы (кратные и дольные) получаются из этих основных и производных единиц путем умножения на степени десяти. Например, где единицей длины является метр ; Расстояние в 1 метр составляет 1000 миллиметров или 0,001 километра.

Текущая практика

В большинстве стран метрика завершена или почти завершена.

Однако традиционные единицы измерения США по-прежнему широко используются в Соединенных Штатах и в некоторой степени в Либерии . традиционные бирманские единицы измерения используются В Бирме с частичным переходом на метрическую систему. Единицы США используются в Канаде в ограниченном контексте из-за большого объема торговли с США. Также широко используются имперские меры веса и меры, несмотря на де-юре канадский перевод в метрические системы.

В ряде других юрисдикций есть законы, предписывающие или разрешающие использование других систем измерения в некоторых или во всех контекстах, например, в Соединенном Королевстве, законодательство которого дорожных знаков , например, в отношении разрешает использовать только знаки расстояния, отображающие имперские единицы измерения (мили или ярды). ^[1] – или Гонконг. ^[2]

В США метрические единицы практически всегда используются в науке, часто в армии и частично в промышленности. Обычные единицы измерения в США в основном используются в домохозяйствах США. В розничных магазинах литр (в США пишется как «литр») является широко используемой единицей измерения объема, особенно в бутылках с напитками, а для лекарств используются миллиграммы, а не зерна.

Некоторые другие единицы, не входящие в систему СИ, все еще используются на международном уровне, например морские мили и узлы в авиации и судоходстве, а также футы для высоты самолета.

Метрическая система

Детская бутылочка, измеряющая три системы измерения: метрическую, британскую (Великобритания) и американскую.

Метрические системы единиц развивались с момента принятия первой четко определенной системы во Франции в 1795 году. В ходе этой эволюции использование этих систем распространилось по всему миру, сначала в неанглоязычных странах, а затем в англоязычных странах. .

Кратные и дольные метрические единицы связаны степенями десяти, а их названия образуются с помощью приставок . Это соотношение совместимо с десятичной системой счисления и в значительной степени способствует удобству метрических единиц.

В ранней метрической системе существовало две основные единицы: метр для длины и грамм для массы. Другие единицы длины и массы, а также все единицы площади, объема и производные единицы, такие как плотность, были получены из этих двух основных единиц.

Mesures usuelles ( -французски по «обычные измерения ») представляли собой систему измерений, введенную как компромисс между метрической системой и традиционными измерениями. Он использовался во Франции с 1812 по 1839 год.

Использовался ряд вариаций метрической системы. К ним относятся гравитационные системы , системы сантиметр-грамм-секунда (сгс), полезные в науке, система метр-тонна-секунда (мтс), когда-то использовавшаяся в СССР, и система метр-килограмм-секунда (мкс). В некоторых инженерных областях, таких как компьютерное проектирование , также используется миллиметр-грамм-секунда (ммс). ^[3]

Текущим международным стандартом метрической системы является Международная система единиц ( Système International d'Unités или SI). Это система, в которой все единицы могут быть выражены в семи единицах. системы Базовыми единицами СИ являются метр , килограмм , секунда , ампер , кельвин , моль и кандела .

Имперские и обычные единицы измерения США

И имперские единицы , и обычные единицы США произошли от более ранних английских единиц . Имперские единицы в основном использовались в бывшей Британской империи и Британском Содружестве , но во всех этих странах они были в значительной степени вытеснены метрической системой. Они все еще используются в некоторых приложениях в Соединенном Королевстве, но в большинстве случаев были заменены метрической системой в коммерческих , научных и промышленных приложениях. Однако традиционные единицы измерения по-прежнему остаются основной системой измерения в Соединенных Штатах . Хотя некоторые шаги в направлении метрической системы были сделаны (в основном в конце 1960-х и начале 1970-х годов), традиционные единицы имеют прочное влияние благодаря обширной промышленной инфраструктуре и коммерческому развитию.

существует ряд Хотя имперская и обычная системы США тесно связаны, между ними различий . Единицы длины и площади ( дюйм , фут , ярд , миля и т. д.) были идентичны со времени принятия Международного соглашения о ярдах и фунтах ; однако США, а ранее и Индия, сохранили старые определения для целей обследования. Это, например, привело к появлению исследовательского центра в США. Единицы массы и веса эвердупуа различаются для единиц, превышающих фунт (фунт). В имперской системе используется камень весом 14 фунтов, длинный центнер весом 112 фунтов и длинная тонна весом 2240 фунтов. Камень не используется в США, а центнеры и тонны короткие: 100 фунтов и 2000 фунтов соответственно.

В чем эти системы наиболее заметно различаются, так это в единицах объема. Американская жидкая унция (fl oz), около 29,6 миллилитра (мл), немного больше, чем британская жидкая унция (около 28,4 мл). США содержится 16 жидких унций США Однако, поскольку в одной пинте , а в одной имперской пинте — 20 имп жидких унций, имперская пинта примерно на 20% больше. То же самое относится и к квартам , галлонам и т. д.; шесть галлонов США — это чуть меньше пяти британских галлонов.

Система Эвердюпуа служила общей системой массы и веса. Помимо этого есть Троя и аптекарские системы . Тройскую гирю обычно использовали для драгоценных металлов , черного пороха и драгоценных камней . Тройская унция — единственная используемая в настоящее время единица системы; он используется для драгоценных металлов. Хотя тройская унция больше, чем ее эквивалент эвердупуа, фунт меньше. Устаревший тройской фунт делился на 12 унций, а не на 16 унций на фунт, как в системе эвердюпуа. Аптекарская система традиционно использовалась в фармакологии , но теперь была заменена метрической системой; в ней использовались те же фунты и унции, что и в тройской системе, но с другими дополнительными подразделениями.

Натуральные единицы

Естественные единицы — это единицы измерения, определенные в терминах универсальных физических констант таким образом, что выбранные физические константы принимают числовое значение единицы, когда выражаются в этих единицах. Природные единицы названы так потому, что их определение основано только на свойствах природы , а не на какой-либо человеческой конструкции. Возможны различные системы натуральных единиц в зависимости от выбора используемых констант.

Вот некоторые примеры:

Геометризированные системы единиц полезны в релятивистской физике . В этих системах скорость света и гравитационная постоянная . в число выбранных констант входят
Планковские единицы — это система геометризированных единиц, в которых приведенная постоянная Планка включена в список определяющих констант. Он основан только на свойствах свободного пространства, а не на каком-либо объекте или частице.
Единицы Стони — это система геометризированных единиц, в которую постоянная Кулона и элементарный заряд . включены
Атомные единицы — система единиц, используемых в атомной физике , в частности для описания свойств электронов . Атомные единицы были выбраны так, чтобы использовать несколько констант, относящихся к электрону: массу электрона , элементарный заряд , постоянную Кулона и приведенную постоянную Планка . Единицей энергии в этой системе является полная энергия электрона в атоме Бора , называемая энергией Хартри . Единицей длины является радиус Бора .

Нестандартные агрегаты

Нестандартные единицы измерения, которые также встречаются в книгах, газетах и т. д., включают:

Область

Поле для американского футбола , игровая площадка которого имеет длину 100 ярдов (91,4 м) и ширину 160 футов (48,8 м). Это часто используется американскими средствами массовой информации для обозначения размеров больших зданий или парков. Он используется как единица длины (100 ярдов или 91,4 м, длина игрового поля без учета площадей ворот), так и как единица площади (57 600 кв. футов или 5 350 м ). ²), около 1,32 акра (0,53 га ).
Британские СМИ также часто используют футбольное поле для аналогичных целей, хотя футбольные поля не имеют фиксированного размера, а могут варьироваться в определенных пределах (100–130 ярдов или 91,4–118,9 м в длину и 50–100 ярдов или 45,7–91,4 м). м в ширину, что дает площадь от 5 000 до 13 000 кв. ярдов или от 4 181 до 10 870 м 2 . ²). Однако поле Лиги чемпионов УЕФА должно иметь размеры ровно 105 на 68 м (114,83 на 74,37 ярда), что дает площадь 7140 м . ² (0,714 га) или 8 539 квадратных ярдов (1,764 акра ). Например, « суда HSS — это алюминиевые катамараны размером с футбольное поле ». ^[4]
Более крупные территории также выражаются как кратные площадям определенных американских штатов или подразделений Великобритании и т. Д.

Энергия

Тонна в тротиловом эквиваленте и кратные ей килотонна, мегатонна и гигатонна. Часто используется для обозначения силы очень энергичных событий, таких как взрывы , вулканические явления, землетрясения и удары астероидов . Грамм тротила как единица энергии определяется как 1000 термохимических калорий (1000 кал или 4184 Дж ).
Атомная бомба упала на Хиросиму . Его энергетический выход часто используется в средствах массовой информации и популярных книгах как единица энергии. (Его мощность составляла примерно 13 килотонн, или 60 ТДж.)
Одна шашка динамита .

Денежные единицы

Единица измерения, применимая к деньгам , называется расчетной единицей в экономике и единицей измерения в бухгалтерском учете. ^[5] Обычно это валюта, выпущенная страной или ее частью; например, доллар США и цент США ( 1 ⁄ 100 доллара), или евро и евроцент.

ISO 4217 — это международный стандарт, описывающий трехбуквенные коды (также известные как код валюты) для определения названий валют, установленные Международной организацией по стандартизации (ISO).

Исторические системы измерения

На протяжении всей истории использовалось множество официальных систем измерения. больше не используются официально, Хотя некоторые из этих традиционных систем они время от времени используются в повседневной жизни, например, при приготовлении пищи .

Африка

Азия

Европа

Северная Америка

Южная Америка

Древний

См. также

Примечания и ссылки

^ «Правильный акт 2002 г. № 3113 «Правила и общие указания о дорожных знаках 2002 г.» . Канцелярия Ее Величества (HMSO). 2002 . Проверено 18 марта 2010 г.
^ Постановление о мерах и весах Гонконга
^ «Стандарт единиц и размеров - 2021 - Справка SOLIDWORKS» . help.solidworks.com . Проверено 11 января 2024 г.
^ Генри, Лесли-Энн (23 июня 2007 г.). «Печальное зрелище суперпарома, стоящего на приколе из-за резкого роста счетов за авиационное топливо» . Белфастский телеграф . Архивировано из оригинала 6 октября 2008 г.
^ Инициатива по исследованию стандартов финансового учета: проблема расчетной единицы ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ М. Исмаил Марцинковски, Меры и веса в исламском мире. Английский перевод справочника профессора Вальтера Хинца «Islamische Maße und Gewichte» с предисловием профессора Босворта, FBA Куала-Лумпур, ISTAC, 2002 г., ISBN 983-9379-27-5 . Эта работа представляет собой аннотированный перевод работы на немецкий язык покойного немецкого востоковеда Вальтера Хинца, опубликованной в Handbuch der Orientalistik , erste Abteilung, Ergänzungsband I, Heft 1, Лейден, Нидерланды: EJ Brill, 1970.

Библиография

Тавернор, Роберт (2007), Ухо Смута: мера человечества , ISBN 0-300-12492-9

Внешние ссылки

CLDR — локализация валюты, даты, времени, чисел в Юникоде.
Словарь единиц измерения
Старые единицы измерения
Меры древности и Библии Древность и Библия в Wayback Machine (архивировано 10 мая 2008 г.)
Земельные меры Ризоновера. Ссылка на испанские и французские земельные меры (и их английские эквиваленты с таблицами преобразования), используемые в Северной Америке.
Единый кодекс единиц измерения

[TSRGD-1] «Правильный акт 2002 г. № 3113 «Правила и общие указания о дорожных знаках 2002 г.» . Канцелярия Ее Величества (HMSO). 2002 . Проверено 18 марта 2010 г.

[HK-2] Постановление о мерах и весах Гонконга

[3] «Стандарт единиц и размеров - 2021 - Справка SOLIDWORKS» . help.solidworks.com . Проверено 11 января 2024 г.

[4] Генри, Лесли-Энн (23 июня 2007 г.). «Печальное зрелище суперпарома, стоящего на приколе из-за резкого роста счетов за авиационное топливо» . Белфастский телеграф . Архивировано из оригинала 6 октября 2008 г.

[5] Инициатива по исследованию стандартов финансового учета: проблема расчетной единицы ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[6] М. Исмаил Марцинковски, Меры и веса в исламском мире. Английский перевод справочника профессора Вальтера Хинца «Islamische Maße und Gewichte» с предисловием профессора Босворта, FBA Куала-Лумпур, ISTAC, 2002 г., ISBN 983-9379-27-5 . Эта работа представляет собой аннотированный перевод работы на немецкий язык покойного немецкого востоковеда Вальтера Хинца, опубликованной в Handbuch der Orientalistik , erste Abteilung, Ergänzungsband I, Heft 1, Лейден, Нидерланды: EJ Brill, 1970.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

v т и единицы СИ
Base units	ampere candela kelvin kilogram metre mole second
Derived units with special names	becquerel coulomb degree Celsius farad gray henry hertz joule katal lumen lux newton ohm pascal radian siemens sievert steradian tesla volt watt weber
Other accepted units	astronomical unit dalton day decibel degree of arc electronvolt hectare hour litre minute minute and second of arc neper tonne
See also	Conversion of units Metric prefixes Historical definitions of the SI base units 2019 redefinition System of units of measurement
Category