Inhoud
- Het hart van het metrische systeem - meters
- Voorvoegsels gebruiken in de metrische systeemschaal
- Gebieds- en volume-eenheden worden afgeleid van de meter
- De zes andere fundamentele eenheden
- Andere afgeleide eenheden in het metrische systeem
- Metric Vs. Engelse meetsystemen - geen wedstrijd!
Als u in de Verenigde Staten woont, kunt u een minder dan duidelijk begrip krijgen van het metrische meetsysteem, ook bekend als de Système Internationale (SI). De Verenigde Staten zijn een van de slechts drie landen die nog steeds het imperiale systeem gebruiken en de toetreding tot Britse eenheden is de enige reden dat het systeem niet verouderd is.
Het metrische systeem, dat je zou kunnen karakteriseren als de meterschaal, was afkomstig uit Frankrijk, waarvan de regering het in 1795 heeft overgenomen. Hoewel het bijna 200 jaar duurde, deden de Britten uiteindelijk hetzelfde, gevolgd door vrijwel elk ander land, inclusief de twee naaste buren en belangrijkste handelspartners van de Verenigde Staten, Canada en Mexico.
Verbazingwekkend genoeg zijn sommige van de Britse eenheden die momenteel in de VS worden gebruikt, niet eens degenen die door de Britse regering in 1824 zijn overgenomen, maar verouderde eenheden die de Britten destijds verwierpen.
Wetenschappers, handelaren en overheden geven om goede redenen de voorkeur aan het metrische systeem. Het heeft bijvoorbeeld slechts zeven basiseenheden, waarvan alle andere zijn afgeleid. Het gebruikt stappen van 10 in plaats van 12, en de fundamentele eenheid, de meter, is gebaseerd op fysieke standaard die overal kan worden geverifieerd.
Het hart van het metrische systeem - meters
De vader van het metrische systeem was een kerkelijke dominee die van 1618 tot 1694 in Lyon, Frankrijk woonde. Gabriel Mouton promoveerde in de theologie, maar hij was ook een actieve wetenschapper en astronoom. Zijn voorstel voor een meetsysteem op basis van decimale breuken werd ondersteund door beroemdheden zoals fysicus Christiaan Huygens en wiskundige Gottfried Wilhelm von Leibniz, en het werd bestudeerd door de Royal Society. Het duurde echter honderd jaar voordat wetenschappers het systeem verfijnden en de Franse regering overhaalden om het te adopteren.
De fundamentele eenheid die Mouton voorstelde was de milliare, die werd gedefinieerd als een seconde van lengte op het aardoppervlak aan de evenaar. Dit werd onderverdeeld door deling door 10 in subeenheden als de centuria, decuria en virga. Hoewel geen van deze eenheden werd gebruikt, hebben wetenschappers het idee van Moutons om het meetsysteem te baseren op een geofysische standaard ter harte genomen.
Toen de Franse regering voor het eerst het metrieke stelsel adopteerde, werd de meter de basiseenheid. Het woord komt van het Griekse woord Metron, wat 'meten' betekent, en het werd oorspronkelijk gedefinieerd als een tien miljoenste van de afstand tussen de evenaar en de Noordpool langs een meridiaan die door Parijs loopt.
De definitie is in de loop der jaren veranderd en tegenwoordig is het de afstand die licht door een vacuüm reist in exact 1/299792458 seconden. Deze definitie is gebaseerd op de snelheid van het licht, die precies 299.792.458 meter per seconde is.
Voorvoegsels gebruiken in de metrische systeemschaal
Het metrische systeem registreert alle lengtemetingen in meters, fracties van meters of veelvouden van meters, waardoor de noodzaak voor meerdere eenheden, zoals inches, voeten en mijlen, wordt vermeden. In het SI-systeem heeft elke stap van 1.000 die het decimaal van een meting drie plaatsen naar rechts of links verplaatst, een prefix.Bovendien zijn er voorvoegsels voor een tiende en honderdste, evenals voor 10 en 100.
Als je de afstanden tussen steden meet, hoef je ze niet in duizenden meters uit te drukken. U kunt kilometers gebruiken. Evenzo hoeven wetenschappers die atoomafstanden meten ze niet in miljardste van een meter uit te drukken. Ze kunnen nanometers gebruiken. De lijst met voorvoegsels bevat het volgende:
Deze voorvoegsels worden overal in het meetsysteem gebruikt. Ze zijn van toepassing op eenheden van massa (gram), tijd (seconden), elektrische stroom (ampères), helderheid (candela), temperatuur (Kelvin) en hoeveelheid materie (mol).
Gebieds- en volume-eenheden worden afgeleid van de meter
Wanneer u lengte meet, meet u in één dimensie. Breid uw metingen uit naar twee dimensies om het gebied te bepalen, en de eenheden zijn vierkante meters. Voeg een derde dimensie toe en u meet het volume in kubieke meter. Je zou deze eenvoudige progressie niet kunnen doen wanneer je Britse eenheden gebruikt, omdat het Britse systeem verschillende eenheden heeft voor alle drie de hoeveelheden, en zelfs meer dan één eenheid voor lengte heeft.
Vierkante meter arent bijzonder nuttige eenheden voor het meten van kleine gebieden, zoals het oppervlak van een zonnecel. Voor kleine gebieden is het gebruikelijk om vierkante meters om te zetten in vierkante centimeters. Voor grote gebieden zijn vierkante kilometers nuttiger. De omrekeningsfactoren zijn 1 vierkante meter = 104 vierkante centimeter = 10 −6 vierkante kilometer.
Bij het meten van het volume in het SI-systeem zijn liters nuttiger eenheden dan kubieke meter, vooral omdat een kubieke meter te groot is om te dragen. Een liter wordt gedefinieerd als 1.000 kubieke centimeter (die ook milliliter worden genoemd), waardoor deze gelijk is aan 0,001 kubieke meter.
De zes andere fundamentele eenheden
Naast de meter definieert het metrische systeem slechts zes andere eenheden, en alle andere eenheden zijn hiervan afgeleid. De andere eenheden kunnen namen hebben, zoals newton (kracht) of watt (vermogen), maar deze afgeleide eenheden kunnen altijd worden uitgedrukt in termen van de fundamentele eenheden. De zes fundamentele eenheden zijn:
–
Dit is de tijdseenheid. Vroeger was dit gebaseerd op de lengte van een dag, maar nu we weten dat een dag eigenlijk minder dan 24 uur is, is een meer nauwkeurige definitie nodig. De officiële definitie van een seconde is nu gebaseerd op de trillingen van het cesium-133-atoom.
–
De eenheid voor massa in het systeem die de metermeting gebruikt, is de kilogram. Omdat dit 1000 gram is, lijkt het geen fundamentele eenheid te zijn, maar de gram is alleen nuttig bij het meten van de lengte in centimeters. Het systeem dat meet in meters, kilo's en seconden wordt het MKS-systeem genoemd. Degene die in centimeters, grammen en seconden meet, is het CGS-systeem.
–
In tegenstelling tot wat je zou verwachten, wordt de temperatuur niet gemeten op de Celsius-schaal in het SI-systeem, hoewel landen die het metrische systeem gebruiken, de neiging hebben de temperatuur in graden Celsius te meten. Ze doen dit omdat de conversie zo eenvoudig is. De graden zijn even groot en een temperatuur van 0 graden Celsius komt overeen met 273,15 Kelvin. Voeg gewoon 273.15 toe om Celsius naar Kelvin te converteren.
–
De eenheid van elektrische stroom definieert de hoeveelheid elektrische lading die in één seconde een punt in een geleider passeert. Het is gedefinieerd als één coulomb, dat is 6.241 × 1018 elektronen, per seconde.
- Dit is een maat voor het aantal atomen in een monster van een bepaalde stof. Eén mol is het aantal atomen in 12 gram (0,012 kg) van een monster van koolstof-12.
–
Deze eenheid dateert uit de tijd dat kaarsen de enige kunstmatige verlichting vormden. Het was de hoeveelheid verlichting die in één steradiaan door een enkele kaars werd geboden, maar de moderne definitie is een beetje ingewikkelder. Eén candela wordt gedefinieerd als de lichtsterkte van een bepaalde bron die monochromatisch licht uitzendt met een frequentie van 5,4 x 1014 Hertz en met een stralingsintensiteit van 1/683 watt per steradiaan. Een steradiaan is een cirkelvormige doorsnede van een bol met een oppervlakte gelijk aan het vierkant van de straal van de bol.
Andere afgeleide eenheden in het metrische systeem
Het metrische systeem heeft 22 benoemde eenheden die zijn afgeleid van de zeven fundamentele eenheden. De meeste, maar niet alle, zijn vernoemd naar prominente wetenschappers die een belangrijke bijdrage hebben geleverd aan het veld waarin de eenheden relevant zijn. De eenheid voor geweld is bijvoorbeeld vernoemd naar Sir Isaac Newton, die de basis legde voor mechanica, de studie van lichamen in rust en in beweging. Een ander voorbeeld is de eenheid voor elektrische capaciteit, de farad, die is vernoemd naar Micheal Faraday, een pionier in de studie van elektromagnetisme.
De afgeleide eenheden zijn als volgt:
− 273.15 Lichtstroom lumen (lm) m2m −2cd = cd Verlichtingssterkte (lx) lux (lx) m2m −4cd = m −2CD Radioactieve activiteit becquerel (Bq) s −1 Geabsorbeerde dosis grijs (Gy) m2s −2 Dosis equivalent sievert (Sv) m2s −2 Katalytische activiteit katal (kat) s −1 mol Vliegtuig hoek radiaal (rad) m m −1 = 1 Solide hoek steradiaan (sr) m2m −2 = 1
Metric Vs. Engelse meetsystemen - geen wedstrijd!
Vergeleken met het Engelse systeem, een mengelmoes van eenheden die op de Engelse markt zijn gemaakt, is het metrische systeem elegant, nauwkeurig en gebaseerd op universele fysieke normen.
Het is een mysterie waarom het Engelse systeem nog steeds in gebruik is in de Verenigde Staten, vooral gezien het feit dat het Congres in 1975 de Metric Conversion Act heeft aangenomen om het toenemende gebruik van het metrische systeem in dat land te coördineren. Er werd een metrische raad ingesteld en overheidsinstanties moesten het metrische systeem gebruiken. Het probleem is dat conversie vrijwillig was voor het grote publiek, en de meeste mensen negeerden gewoon de raad, die in 1982 ontbond.
Je zou kunnen zeggen dat de enige reden voor het voortdurende gebruik van het Engelse systeem in de Verenigde Staten de gewoonte is. Het is een waarheid dat oude gewoontes hard sterven, maar gezien de elegantie van het metrische systeem en het feit dat de hele wereld het nu gebruikt, is het onwaarschijnlijk dat iemand die het Engelse systeem gebruikt dit nog veel langer zal blijven doen.
Verandering lijkt misschien ontmoedigend, maar het metrische systeem is door wetenschappers ontworpen om eenvoudig te gebruiken te zijn, en dat is een voordeel dat zwaarder weegt dan koppig vasthouden aan traditie.