Система единиц измерения

Система единиц измерения , также известная как система единиц или системы измерения , представляет собой набор единиц измерения и правил, связывающих их друг с другом. Системы измерения исторически были важны, регулируются и определяются для целей науки и торговли . Используемые случаи включают международную систему единиц или SI (современная форма метрической системы ), Британская имперская система и обычная система Соединенных Штатов .

История

При древности системы измерения были определены локально: различные единицы могут быть определены независимо в зависимости от длины большого пальца короля или размера его ноги, длины шага, длины руки или, возможно, веса воды в Кег определенного размера, возможно, сам по себе определяется в руках и суставах . Объединяющая характеристика заключается в том, что было некоторое определение, основанное на некотором стандарте. В конечном итоге кубиты и шаги уступили «обычным подразделениям», чтобы удовлетворить потребности торговцев и ученых.

Предпочтение более универсальной и последовательной системы только постепенно распространяется с ростом международной торговли и науки. Изменение системы измерения имеет затраты в ближайшем будущем, что часто приводит к сопротивлению такому изменению. Значительная польза от преобразования в более рациональную и международную последовательную систему измерения была признана и продвигается учеными, инженерами, предприятиями и политиками, и в результате большая часть мира приняла широко согласованную метрическую систему.

Французская революция породила метрическую систему , и это распространилось по всему миру, заменив большинство обычных единиц. В большинстве систем длина (расстояние), масса и время являются базовыми количествами .

Более поздние научные разработки показали, что электромагнитное количество, такое как электрический заряд или электрический ток, может быть добавлено, чтобы расширить набор базовых величин. Гауссовые подразделения имеют только длину, массу и время в качестве базовых величин, без отдельного электромагнитного измерения. Другие величины, такие как мощность и скорость , получены из базовых величин: например, скорость - это расстояние за единицу времени. Исторически широкий диапазон единиц использовался для того же типа количества. В различных контекстах длины измеряли в дюймах , ногах , дворах , сажах , стержнях , цепях , фарлонгах , милях , морских милях , стадионах , лигах , с коэффициентами преобразования, которые не были основаны на мощности десять.

В метрической системе и других недавних системах, лежащих в основе между величинами, выраженными формулами физики, такими как законы движения Ньютона , используется для выбора небольшого количества базовых величин, для которых установлено устройство для каждого, из которого все остальные Единицы могут быть получены. Вторичные подразделения (мультипликаторы и накапливания) получены из этих базовых и полученных единиц путем умножения на полномочия в десять. Например, где единица длины - счетчик ; Расстояние в 1 метр составляет 1000 миллиметров, или 0,001 километра.

Текущая практика

Метрикация завершена или почти завершена в большинстве стран.

Тем не менее, обычные подразделения США по -прежнему широко используются в Соединенных Штатах и в некоторой степени в Либерии . Традиционные бирманские единицы измерения используются в Бирме с частичным переходом к метрической системе. Американские подразделения используются в ограниченном количестве контекстов в Канаде из -за большого объема торговли с США. Также наблюдается значительное использование имперских весов и мер, несмотря на то, что канадский переход в метрику.

В ряде других юрисдикций есть законы, предписывающие или разрешающие другие системы измерения в некоторых или во всех контекстах, таких как Соединенное Королевство законодательство о вывесках чьи дороги , например, позволяет только знаки на расстоянии, отображающих имперские подразделения (мили или ярды). ^{[ 1 ]} - или Гонконг. ^{[ 2 ]}

В Соединенных Штатах метрические подразделения практически всегда используются в науке, часто в армии и частично в промышленности. Обычные подразделения США в основном используются в американских домохозяйствах. В розничных магазинах литр (записанный «литр» в США) является широко используемым подразделением для объема, особенно на бутылках напитков, а миллиграммы, а не зерна, используются для лекарств.

Некоторые другие подразделения, не являющиеся Si, все еще используют международное использование, такие как морские мили и узлы в авиации и судоходстве, а также ноги для высоты самолетов.

Метрическая система

Детская бутылка, которая измеряется в трех системах измерения - Metric, Imperial (Великобритания) и США

Метрические системы единиц развивались с момента принятия первой четко определенной системы во Франции в 1795 году. В течение этой эволюции использование этих систем распространилось по всему миру, сначала в неанглоязычные страны, а затем в англоязычные страны Полем

Многократные и наставника метрических подразделений связаны с полномочиями десяти, а их имена образуются с префиксами . Эти отношения совместимы с десятичной системой чисел и вносят значительный вклад в удобство метрических единиц.

В ранней метрической системе было два базовых блока, счетчик длины и грамм для массы. Другие единицы длины и массы, и все единицы площади, объема и производных единиц, таких как плотность, были получены из этих двух базовых единиц.

Mesures Usuelles ( французский для обычных измерений ) были системой измерений, введенной в качестве компромисса между метрической системой и традиционными измерениями. Он использовался во Франции с 1812 по 1839 год.

Был использован ряд вариантов метрической системы. К ним относятся гравитационные системы , сантиметр -грам -секундные системы (CGS), полезные в науке, системе метро -тон -второй (MTS), когда -то используемой в системе СССР и метро -килограмм -второй (MKS). В некоторых инженерных областях, таких как компьютерный дизайн , также используется миллиметр-грамс-секунд (MMG). ^{[ 3 ]}

Нынешним международным стандартом для метрической системы является международная система единиц ( Système International D'Uttés или SI). Это система, в которой все подразделения могут быть выражены с точки зрения семи единиц. Подразделения, которые служат базовыми подразделениями SI, - это счетчик , килограмм , второй , Ampere , Kelvin , Mole и Candela .

Имперские и обычные подразделения

Как имперские подразделения , так и обычные подразделения США происходят из более ранних английских подразделений . Имперские подразделения 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 для некоторых приложений в Великобритании, но в основном были заменены метрической системой в коммерческих , научных и промышленных приложениях. Обычные подразделения США, однако, по -прежнему являются основной системой измерения в Соединенных Штатах . В то время как были сделаны некоторые шаги в направлении метрики (в основном в конце 1960 -х и начале 1970 -х годов), обычные подразделения имеют сильное удержание из -за обширной промышленной инфраструктуры и коммерческого развития.

существует ряд В то время как Имперские и обычные системы США тесно связаны, между ними различий . Единицы длины и площади ( дюйм , нога , двор , миля и т. Д.) Были идентичны с момента принятия международного двора и фунта ; Тем не менее, США и, ранее, Индия сохранила более старые определения в целях съемки. Например, это привело к обзору США. Единицы Avoirdupois массы и веса различаются для единиц, превышающих фунт (LB). Имперская система использует камень в 14 фунтов, длинный вес 112 фунтов и длинную тонну в 2240 фунтов. Камень не используется в США, а в сотнях веса и тонны короткие: 100 фунтов и 2000 фунтов соответственно.

Где эти системы наиболее заметно различаются в их единицах объема. Американская жидкая унция (FL OZ), около 29,6 миллилитров (мл), немного больше, чем имперская жидкость (около 28,4 мл). Тем не менее, поскольку 16 американских пинтов в США и 20 Imp of Oz на имперскую пинту, имперская пинта примерно на 20% больше. То же самое относится и к квартам , галлонам и т. Д.; Шесть американских галлонов чуть меньше пяти имперских галлонов.

Система Avoirdupois служила общей системой массы и веса. В дополнение к этому существуют системы Трои и аптекаря . Вес Троя обычно использовался для драгоценных металлов , черного порошка и драгоценных камней . Троя унция является единственной единицей системы в текущем использовании; Он используется для драгоценных металлов. Хотя унция Троя больше, чем ее эквивалент avoirdupois, фунт меньше. Устаревший фунт Троя был разделен на 12 унций, а не на 16 унций на фунт системы avoirdupois. Система аптекаря традиционно использовалась в фармакологии , но теперь была заменена метрической системой; Он разделял тот же фунт и унцию, что и система Троя, но с различными дальнейшими подразделениями.

Природные единицы

Природные единицы представляют собой единицы измерения, определяемые в терминах универсальных физических констант таким образом, что выбранные физические константы приобретают числовое значение одного при выражении в терминах этих единиц. Природные единицы названы так, потому что их определение опирается только на свойства природы , а не на какую -либо человеческую конструкцию. Возможны различные системы естественных единиц, в зависимости от выбора используемых константов.

Некоторые примеры следующие:

Геометризированные единичные системы полезны при релятивистской физике . В этих системах скорость света и гравитационная константа являются одними из выбранных констант.
Подразделения Planck - это система геометризированных единиц, в которой пониженная константа Планка включена в список определяющих констант. Он основан только на свойствах свободного пространства , а не на любом объекте или частице.
SToney Units - это система геометризированных единиц, в которую константа кулонов и элементарный заряд . включены
Атомные единицы представляют собой систему единиц, используемых при атомной физике , особенно для описания свойств электронов . Атомные единицы были выбраны для использования нескольких констант, относящихся к электрону: масса электронов , элементарный заряд , константа кулонов и пониженную константу Планка . Единица энергии в этой системе представляет собой общую энергию электрона в атоме Бора и называемая энергией Hartree . Единица длины - радиус Бора .

Нестандартные подразделения

Нестандартные измерительные единицы также найдены в книгах, газетах и т. Д., Включите::

Область

Американское футбольное поле , имеющее игровой зону 100 ярдов (91,4 м) в длину и 160 футов (48,8 м) в ширину. Это часто используется американскими общественными СМИ для размеров крупных зданий или парков. Он используется как единица длины (100 ярдов или 91,4 м, длина игрового поля, за исключением целевых областей), так и в качестве единицы площади (57 600 кв. Футов или 5350 м. ²), около 1,32 акра (0,53 га ).
Британские СМИ также часто используют футбольное поле для эквивалентных целей, хотя футбольные виды не имеют фиксированного размера, но вместо этого могут варьироваться в пределах определенных пределов (100–130 ярдов или 91,4–118,9 м и длиной 50–100 ярдов или 45,7–91,4 м, в ширину, давая площадь от 5000 до 13 000 кв. Э. ²) Однако поле Лиги чемпионов УЕФА должно быть ровно 105 на 68 м (114,83 на 74,37 ярда), давая площадь 7 140 м. ² (0,714 га) или 8539 кв. Яд (1,764 акра ). Например, « сосуды HSS - это алюминиевые катамараны размером с футбольный поле ». ^{[ 4 ]}
Более крупные области также выражаются как кратные области государств и стран, которые, как понимают читатель, знакомы.

Энергия

Тонна эквивалента TNT , и ее кратная килотон, мегатон и гигатон. Часто используется при указании силы очень энергичных событий, таких как взрывы и вулканические события, землетрясения и астероидные воздействия. Грамм кал TNT в качестве единицы энергии был определен как 1000 термохимических калорий (1000 или 4184 J ).
Атомная бомба упала на Хиросиму . Его энергетический урожай часто используется в общественных СМИ и популярных книгах в качестве единицы энергии. (Его урожайность составляла примерно 13 килотков, или 60 TJ.)
Один палка динамита .

Единицы валюты

Единица измерения, которая применяется к деньгам, называется единицей счета в экономике и единице измерения в бухгалтерском учете. ^{[ 5 ]} Обычно это валюта , выданная страной или ее часть; Например, доллар США и цент США ( 1 ⁄ 100 доллара), или евро и евро цент.

ISO 4217 - это международный стандарт, описывающий трех буквенных кодов (также известных как код валюты) для определения имен валют, созданных Международной организацией по стандартизации (ISO).

Исторические системы измерения

На протяжении всей истории использовались многие официальные системы измерения. Несмотря на то, что он больше не используется, некоторые из этих обычных систем иногда используются в повседневной жизни, например, в приготовлении пищи .

Африка

Азия

Европа

Северная Америка

Южная Америка

Древний

Смотрите также

Примечания и ссылки

^ «Законодательный инструмент 2002 № 3113 Правила и общих направлений трафиков 2002 года» . Управление канцелярских товаров Ее Величества (HMSO). 2002 . Получено 18 марта 2010 года .
^ Вес и измерения HK
^ «Стандарт единиц и измерений - 2021 - Способность SolidWorks» . help.solidworks.com . Получено 2024-01-11 .
^ Генри, Лесли-Энн (23 июня 2007 г.). «Печальный вид суперфрагрии, изложенного из -за парящего счета за реактивное топливо» . Белфаст телеграф . Архивировано из оригинала 2008-10-06.
^ Инициатива по исследованию стандартов финансового бухгалтерского учета: подразделение выпуска учетной записи ^{[ Постоянная мертвая ссылка ]}
^ М. Исмаил Маркинковски, меры и веса в исламском мире. Английский перевод руководства профессора Уолтера Хинца «Исламские измерения и веса» , с предисловием профессора Босворта, FBA Kuala Lumpur, ISTAC, 2002, ISBN 983-9379-27-5 . Эта работа представляет собой аннотированный перевод произведения на немецком языке покойного немецкого востоковедника Уолтера Хинца, опубликованного в Руководстве по ориенталистике , Первый департамент, Дополнительный том I, выпуск 1, Лейден, Нидерланды: EJ Brill, 1970.

Библиография

Tavernor, Robert (2007), Smoot's Ear: мера человечества , ISBN 0-300-12492-9

Внешние ссылки

[TSRGD-1] «Законодательный инструмент 2002 № 3113 Правила и общих направлений трафиков 2002 года» . Управление канцелярских товаров Ее Величества (HMSO). 2002 . Получено 18 марта 2010 года .

[HK-2] Вес и измерения HK

[3] «Стандарт единиц и измерений - 2021 - Способность SolidWorks» . help.solidworks.com . Получено 2024-01-11 .

[4] Генри, Лесли-Энн (23 июня 2007 г.). «Печальный вид суперфрагрии, изложенного из -за парящего счета за реактивное топливо» . Белфаст телеграф . Архивировано из оригинала 2008-10-06.

[5] Инициатива по исследованию стандартов финансового бухгалтерского учета: подразделение выпуска учетной записи ^{[ Постоянная мертвая ссылка ]}

[6] М. Исмаил Маркинковски, меры и веса в исламском мире. Английский перевод руководства профессора Уолтера Хинца «Исламские измерения и веса» , с предисловием профессора Босворта, FBA Kuala Lumpur, ISTAC, 2002, ISBN 983-9379-27-5 . Эта работа представляет собой аннотированный перевод произведения на немецком языке покойного немецкого востоковедника Уолтера Хинца, опубликованного в Руководстве по ориенталистике , Первый департамент, Дополнительный том I, выпуск 1, Лейден, Нидерланды: EJ Brill, 1970.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

v Т и SI единицы
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 revision of the SI System of units of measurement
Category