Метрическая система. Что такое метрическая система.

Содержание

Когда префиксы применяются к производным единицам площади и объема, выраженным в единицах длины квадрата или куба, операторы квадрата и куба применяются к единице длины, содержащейся в префиксе, как показано ниже.

Метрическая система

Метрическая система — это общее название международной десятичной системы единиц, основанной на использовании метра и грамма. За последние два столетия существовало несколько версий метрической системы, различающихся выбором базовых единиц измерения. Сегодня система СИ является международно признанной системой. Несмотря на некоторые различия в деталях, элементы системы одинаковы во всем мире. Метрические единицы широко используются во всем мире, как в научных целях, так и в повседневной жизни.

Основное отличие метрической системы от более старых традиционных систем заключается в использовании упорядоченного набора единиц измерения. Для каждой физической величины существует только одна основная единица и набор субъединиц и кратных единиц, которые формируются стандартным образом с использованием десятичных префиксов. Это позволяет избежать утомительного использования большого количества различных единиц измерения (например, дюймов, футов, саженей, миль и т.д.) со сложными правилами преобразования между ними. В метрической системе преобразование ограничивается умножением или делением на силу 10, т.е. простым переводом десятичного числа в десятичное.

Были предприняты попытки ввести метрические единицы для измерения времени (например, путем деления двадцати четырех часов на миллисекунды) и углов (путем деления одного оборота на 1000 миллисекунд или 400 градусов), но они не увенчались успехом. Сегодня в системе СИ используются секунды (делящиеся на миллисекунды и т.д.) и радианы.

Метрическая система берет свое начало с декретов Национального собрания Франции 1791 и 1795 годов, которые определили метр как одну десятую миллионной части длины земного меридиана от северного полюса до экватора.

XIX век

Указом от 4 июля 1837 года метрическая система стала обязательной для всех коммерческих операций во Франции. Она постепенно заменила местные и национальные системы в других европейских странах и была юридически признана в Великобритании и США.

Определяя метр как десятимиллионную часть четверти меридиана, основатели метрической системы хотели добиться неизменной и точной воспроизводимости системы. Они приняли грамм за единицу массы и определили его как массу одной миллионной части кубического метра воды при ее максимальной плотности. Чтобы облегчить применение новых единиц в повседневной практике, были созданы металлические стандарты, которые максимально точно отражают конкретные идеальные определения.

Вскоре стало ясно, что металлические эталоны длины можно сравнивать друг с другом с гораздо меньшей погрешностью, чем если бы такой эталон сравнивался с четвертью земного меридиана. Также стало ясно, что точность сравнения металлических эталонов массы друг с другом намного выше, чем точность сравнения такого эталона с массой соответствующего объема воды.

В связи с этим Международная комиссия по метрологии в 1872 году приняла решение о принятии «архивной» меры, хранящейся в Париже «без изменений», в качестве стандарта длины. Аналогичным образом, члены Комиссии приняли архаичный платино-иридиевый килограмм в качестве стандарта массы, «считая, что простое соотношение, установленное создателями метрической системы между единицей веса и единицей объема, представляется существующим килограммом, которого вполне достаточно для обычных применений в промышленности и торговле, и что точные науки требуют не простого численного соотношения такого рода, а наиболее совершенного определения этого соотношения».

20 мая 1875 года семнадцать стран подписали Метрическую конвенцию. Это соглашение установило порядок координации стандартов измерения для научного сообщества во всем мире через Международное бюро мер и весов и Генеральную конференцию по мерам и весам.

Новая международная организация немедленно приступила к разработке международных стандартов длины и массы и разослала их копии всем странам-участницам.

ХХ век

Метрическая система мер и весов была введена в России (необязательная) законом от 4 июня 1899 года, разработанным Д. И. Менделеевым и ставшим обязательным к применению постановлением Временного правительства от 30 апреля 1917 года, а для СССР — постановлением СНК СССР от 21 июля 1925 года.

Основанная на метрической системе, Международная система единиц (СИ) была разработана и принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году. Во второй половине XX века большинство стран мира перешли на систему СИ.

Конец XX века — XXI век

В 1990-х годах широкое распространение компьютеров и бытовой техники из Азии, для которых не было инструкций и этикеток на русском и других языках бывших социалистических стран, но которые были доступны на английском языке, привело к вытеснению метрической системы в некоторых областях техники. Например, размеры компакт-дисков, дискет и жестких дисков, диагонали мониторов и телевизоров, панели цифровых фотоаппаратов в России обычно указываются в дюймах.

На сегодняшний день метрическая система официально принята во всех странах, кроме США, Либерии и Мьянмы (Бирмы). Последней страной, завершившей переход на метрическую систему, стала Ирландия (2005 год). В Великобритании и Сент-Люсии процесс перехода на СИ еще не завершен. Антигуа и Гайана еще далеки от завершения перехода. Китай, который завершил переход на новую систему, по-прежнему использует старые китайские обозначения для метрических единиц. В США система СИ принята для науки и производства научных приборов, а для всех остальных областей используется американская версия британской системы единиц.

Метрические варианты традиционных единиц

Также были предприняты попытки несколько изменить традиционные единицы, чтобы упростить соотношение между ними и метрическими единицами; это также устраняет неоднозначное определение многих традиционных единиц. Например:

метрическая тонна (ровно 1000 кг)
метрический карат (ровно 0,2 г)
метрический фунт (ровно 500 г)
метрический фут (ровно 300 мм)
метрический дюйм (ровно 25 мм)
метрическая лошадиная сила (ровно 75 кгс·м/с)

Некоторые из этих единиц стали общепринятыми; например, в России сегодня слова «тонна», «карат» и «лошадиная сила» всегда обозначают метрические варианты этих единиц без дополнительных уточнений.

Общее определение

Метрическая система — это общее название международной десятичной системы единиц, основанной на использовании метра и грамма. За последние два столетия существовали различные версии метрической системы, отличающиеся выбором базовых единиц измерения. Сегодня система СИ является международно признанной системой. Несмотря на некоторые различия в деталях, элементы системы одинаковы во всем мире. Метрические единицы широко используются во всем мире, как в научных целях, так и в повседневной жизни.

Основное отличие метрической системы от более старых традиционных систем заключается в использовании упорядоченного набора единиц измерения. Для каждой физической величины существует только одна основная единица и набор субъединиц и кратных единиц, сформированных стандартным образом с использованием десятичных префиксов. Это позволяет избежать утомительного использования большого количества различных единиц измерения (например, дюймов, футов, саженей, миль и т.д.) со сложными правилами преобразования между ними. В метрической системе преобразование ограничивается умножением или делением на силу числа 10, т.е. простым переносом десятичной точки на десятичное число.

Из истории

В 1990-х годах широкое распространение компьютеров и бытовой техники из Азии, для которых не было инструкций и этикеток на русском и других языках бывших социалистических стран, но которые были доступны на английском языке, привело к вытеснению метрической системы в некоторых областях техники. Например, размеры дискет, жестких дисков, экранов и диагоналей телевизоров, пластин цифровых фотоаппаратов в России обычно указываются в дюймах.

В настоящее время метрическая система официально принята во всех странах, кроме США, Либерии и Мьянмы (Бирмы). Последней страной, завершившей переход на метрическую систему, стала Ирландия (2005 год). В Соединенном Королевстве процесс перехода на СИ все еще продолжается. Действительно, Антигуа и Гайана еще не завершили переход. Китай, который завершил переход на новую систему, по-прежнему использует старые китайские обозначения для метрических единиц. В США система СИ принята для науки и производства научных приборов, а для всех остальных областей используется американская версия британской системы единиц.

Метрические варианты традиционных единиц

метрическая тонна (ровно 1000 кг)
метрический карат (ровно 0,2 г)
метрический фунт (ровно 500 г)
метрический фут (ровно 300 мм)
метрический дюйм (ровно 25 мм)
метрическая лошадиная сила (ровно 75 кгс·м/с)

Некоторые из этих подразделений окупились. Сегодня в России слова «тонна», «карат» и «лошадиная сила» всегда используются в метрическом варианте этих единиц без дополнительных уточнений.

Фут Петра Великого

В нашей стране Петр I считается первым реформатором системы мер и весов, да и не только в нашей стране. Например, английский метролог Лоис Д’Агилар Джексон писал в 1882 году в своей книге «Современная метрология; руководство по метрическим единицам и системам нынешнего века». Приятно это читать, но в реальности все было несколько иначе.

Петр I организовал импорт технологий кораблестроения и различных измерительных приборов из Западной Европы, особенно из Голландии и Англии, что привело к появлению верфей, ремонтных и юстировочных мастерских, организованных по западному образцу, а также мастерских по изготовлению собственных приборов. Соответственно, имелись практические инструкции по введению новых единиц в язык и использование. Но это были эксперты, работавшие в Военно-морской академии, Академии наук, Горном колледже и Колледже торговли. Для обычного гражданина измерения длины, объема и веса оставались неизменными и оставались таковыми на протяжении двух веков после Петра.

Указы и распоряжения верховной власти о мерах длины и веса были многочисленны как до, так и после Петра I. Однако более объективный взгляд на реальное положение дел можно найти, вероятно, в школьном учебнике арифметики. В первом печатном учебнике арифметики Леонтия Магницкого, который изучали все русские (включая Михаила Ломоносова) с 1703 до конца 1740-х годов, термины верста, аршин, четверть, верста (верста = 500 саженей, сажень = 3 аршина, аршин = 4 четверти, четверть = 4 версты) появляются в примерах и задачах, но не кубит.

В более поздних версиях «Арифметики Магницкого» фигурирует фут, а также цоль (по-немецки — дюйм), или палец (т.е. ширина большого пальца на руке человека, примерно равная дюйму). Это было самым важным и, пожалуй, единственным последствием петровской реформы мер и весов для российской действительности. Для того чтобы создать флот, который производился как в России, так и за рубежом, необходимо было тесно совместить русскую и преобладавшую в то время английскую меры длины и упростить соотношение между ними. «Сажень» уменьшилась на 1% и стала равна 7 футам, «аршин» — 28 дюймам, «верста» — 1 дюйму.

В это же время была проведена реформа бурса. В «Руководстве по арифметике» Леонарда Эйлера, которое заменило «Арифметику» Магницкого в 1740-х годах, было написано: «Число, равное 3500, показывает, сколько английских футов на каждую версту. Это означало, в частности, что «большая» верста, установленная при царе Алексее Михайловиче Соборным решением 1649 года в 1000 кос, ушла в прошлое, и для молодого поколения русских верстой стала только верста — раньше называемая путевой, а теперь просто верста — длиной 500 кос или 3500 футов. Хотя килиар не исчез, он долгое время использовался в малонаселенной Сибири, а в следующем девятнадцатом веке стал мерой длины для геодезистов и землемеров.

Таким образом, реформа Петра о мерах и весах коснулась только одной меры длины — фута (и его дробей — дюйма, линии), которая вошла в кораблестроение, машиностроение, механику и науку, но фут не нашел своего места в нашей повседневной жизни.

Фунт Алексея Михайловича

Что касается веса, то все осталось без изменений. В учебниках арифметики были берковец (10 фунтов), пуд (полфунта, четверть фунта), ансыр (1,33 фунта), фунт (полфунта, четверть фунта), осмуха, золотник.

Фунт как мера веса существует в нашей стране со времен Алексея Михайловича и заменил «великую гривну» (1/40 фунта). 11 октября 1835 года император Николай I издал императорский указ о «введении в России стандартного фунта в качестве основной единицы веса». Это был фунт времен Алексея Михайловича, но теперь специальный комитет Министерства финансов установил для него научный стандарт — «25, 019 английских кубических дюймов воды при температуре 13 и 1/3 градусов Реомюра в воздушном пространстве», что сопоставимо со знаменитым позолоченным фунтом Санкт-Петербургского монетного двора 1747 года и с тех пор является основой российской денежной системы.

Такой же императорский указ был издан 11 октября 1835 года: «Основание русской меры длины сохранить навсегда сажень в 7 истинных английских футов, разделив ее на 3 ассина по 28 дюймов каждый или 16 верст. Другими словами, английский фут со временем стал русским футом, но вес фунта по-прежнему оставался собственным отечественным весом, более легким, чем английский фунт (409,5 гр. против 453,6 гр.) со времен Алексея Михайловича. Вес измерялся в фунтах везде в России, а длина в футах дома — никогда. Система единиц длины осталась такой же, как и в восемнадцатом веке.

Аршин Менделеева

Во времена Николая английский метролог Катер по заказу российского правительства в Лондоне разработал стандарты основной меры длины — сажени, а также стандарты ярда и фута для сравнения с английскими мерами длины. Главный штандарт Сашенции был изготовлен из платины и латуни на основаниях из двух латунных цилиндров. Метр представлял собой железную полосу с линиями, обозначающими измеряемую длину.

Только в 1899 году мерой длины в Российской империи стала аршинная мера (71,12 см), которая была гораздо более практичной в торговой и промышленной практике, чем сажень (213,36 см). Вместо стандарта сажени 1830-х годов Лондон сам заказал стандарт в полсажени, на котором были выбиты аршин, мера и масштаб, а затем еще три копии аршина.

Все они были изготовлены из сплава платины и иридия в соотношении 9:1 и имели Х-образную форму в поперечном сечении. Дмитрий Менделеев, главный метролог империи, сравнил эти метры с новым британским эталоном в Лондоне и выбрал тот, который имел наименьшее отклонение в 28 дюймов (3,7 микрона). Эта мера стала основной эталонной мерой длины в Российской империи в 1899 году.

Общие метрические системы

Были разработаны различные метрические системы, использующие метр архи и килограмм аршин (или их преемников) в качестве базовых единиц, но различающиеся в определении различных производных единиц.

Вторая гауссовская и первая механическая система единиц

В 1832 году Гаусс использовал астрономическую секунду в качестве базовой единицы для определения гравитационной силы Земли, которая вместе с граммом и миллиметром образовала первую систему механических единиц.

Системы сантиметр – грамм – секунда

Система сантиметр-грамм-секунда (СГС) была первой единой метрической системой, разработанной в 1860-х годах и продвигаемой Максвеллом и Томсоном. В 1874 году эта система была официально продвинута Британской ассоциацией содействия развитию науки (BAAS).11 Характеристики системы таковы, что плотность выражается в г/см3, сила в динах и механическая энергия в эргах. Тепловая энергия выражается в калориях, где калория — это энергия, необходимая для повышения температуры одного грамма воды с 15,5 °C до 16,5 °C. На совещании также были созданы две группы единиц измерения электрических и магнитных свойств — группа электростатических агрегатов и группа электромагнитных агрегатов. 12

ЭВС, ЭСУ и гауссовские системы электрических блоков

После открытия закона Ома в 1824 году были определены различные системы электрических единиц.

Международная система электрических и магнитных единиц

Электрические агрегаты CGS были сложны в использовании. Это было исправлено на Международном конгрессе по электричеству 1893 года в Чикаго путем определения «международных» ампер и омов на основе метров, килограммов и секунд. 13

Другие ранние электромагнитные системы агрегатов

В тот же период, когда система CGS была распространена на электромагнетизм, были разработаны другие системы, которые отличались выбором единой базовой единицы, включая систему практических электрических единиц или систему QES (Quadrone Eleventh Gram-Second). 14 : 268 15 : 17 Здесь базовыми единицами являются один квадрант, равный 10 7 м (примерно один квадрант окружности Земли), одиннадцатый грамм, равный 1 0-11 г, и второй. Они были выбраны таким образом, чтобы соответствующие электрические единицы разности потенциалов, тока и сопротивления имели соответствующее значение.

Системы МКС и МКСА

В 1901 г. Джованни Джорджи показал, что, добавив электрическую единицу в качестве четвертой фундаментальной единицы, можно устранить различные аномалии в электромагнитных системах. Примерами таких систем являются системы метр-килограмм-секунда (MKSC) и метр-килограмм-секунда-ампер (MKSA).

Международная система единиц (Système international d’unités или SI) является действующей международной системой метрических стандартов и наиболее широко используемой системой в мире. Она является расширением системы МКСА-Георга — ее основными единицами являются метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кантал и молекула. 10 Система FMD (метр-килограмм-секунда) возникла в 1889 году, когда были установлены единицы измерения метра и килограмма в соответствии с метрической конвенцией. В начале 20-го века был добавлен неуказанный электрический блок, и система получила название MKSX. Когда стало очевидно, что единицей измерения будет ампер, система была названа системой МКСА и стала прямым предшественником СИ.

Системы метр – тонна – секунда

Система метр-тонна-секунда (МТС) основана на метре, тонне и секунде — единицей силы является шен, а единицей давления — пи. Он был изобретен во Франции для промышленного использования и применялся с 1933 по 1955 год как во Франции, так и в Советском Союзе. 17 18

См. также

Двоичный префикс, используемый в информатике
Электростатические единицы
История измерения
ISO / IEC 80000, международный стандарт величин и их единиц, заменяющий ISO 31
Метрические единицы
Метрология
Унифицированный код единиц измерения

Викиверситет предоставляет образовательные ресурсы по использованию метрической системы.

Радиоархив CBC Для правильной оценки: Канада переходит в метрическую систему

Противопожарная профилактика в строительстве

Ответственный за пожарную безопасность (в строительстве)

К этой скидке мы можем добавить скидку для вашего учебного заведения (в зависимости от того, сколько ваших коллег прошли курс «Инфоурок»).

В настоящее время 54 333 учебных заведения имеют право на накопительную скидку (от 2% до 25%). Чтобы узнать, какая скидка распространяется на всех сотрудников вашего учебного заведения, войдите в личный кабинет Инфорурок.

«Обсуждение вопросов развития эмоциональной сферы дома и в образовательных организациях»

1 Прозрачность Метрическая система измерения

Метрическая система — это общий термин для международной десятичной системы единиц, основанной на использовании метра и килограмма. За последние два столетия появилось несколько вариантов метрической системы, различающихся выбором базовых единиц измерения. Сегодня система СИ является международно признанной системой. Несмотря на некоторые различия в деталях, элементы системы одинаковы во всем мире. Метрические единицы широко используются во всем мире, как в научных целях, так и в повседневной жизни. Сегодня метрическая система официально принята во всех странах мира, кроме США, Либерии и Мьянмы (Бирмы).

2 Прозрачность Основное отличие метрической системы от более старых традиционных систем заключается в использовании упорядоченного набора единиц. Для каждой физической величины существует только одна основная единица и набор субъединиц и кратных единиц, сформированных стандартным образом с десятичными префиксами. Это позволяет избежать утомительного использования большого количества различных единиц измерения (например, дюймов, футов, саженей, миль и т.д.) со сложными правилами преобразования между ними. В метрической системе преобразование ограничивается умножением или делением на степень 10, т.е. простым переносом десятичной точки на десятичное число.

Были попытки ввести метрические единицы для измерения времени (например, путем деления двадцати четырех часов на миллисекунды) и углов (путем деления вращения на 1000 миллисекунд или 400 градусов), но они не увенчались успехом. Сегодня в системе СИ используются секунды (делящиеся на миллисекунды и т.д.) и радианы.

Метрическая система берет свое начало с решений Национального собрания Франции 1791 и 1795 годов, которые определили метрическую меру как одну десятую миллионной части одной четверти земного меридиана от Северного полюса до экватора (Парижский меридиан).

3 Фольга Она постепенно заменила местные и национальные системы в других европейских странах и была юридически признана допустимой в Великобритании и США. Определяя метр как одну десятую миллионной доли одной четверти земного меридиана, создатели метрической системы стремились к неизменной и точной воспроизводимости. Они приняли грамм за единицу массы и определили его как массу одной миллионной части кубического метра воды при максимальной плотности. Чтобы облегчить применение новых единиц в повседневной практике, были созданы металлические стандарты, максимально точно отражающие приведенные выше идеальные определения. В 19 веке декрет от 4 июля 1837 года сделал метрическую систему обязательной для всех коммерческих операций во Франции.