Bežné systémy jednotiek
Systém jednotiek, alebo systém merania, je súbor prepojených jednotiek používaných na kvantifikáciu fyzikálnych vlastností. Pochopenie týchto systémov je kľúčové, pretože tvoria základ vedy, obchodu a každodenného života po celom svete.
V minulosti boli systémy jednotiek často lokálne definované a veľmi arbitrárne. Napríklad dĺžka „stopy“ sa mohla výrazne líšiť v závislosti od veľkosti miestneho pravítka, čo spôsobovalo rozšírené nejasnosti. Hoci boli lokálne jednotky praktické v časoch obmedzených ciest, rozmach globalizácie a rast medzinárodného obchodu a vedy zdôraznili naliehavú potrebu univerzálnych štandardov.
Štandardizované jednotky uľahčujú jasnú komunikáciu a zabraňujú nedorozumeniam medzi rôznymi kultúrami a krajinami. Medzinárodný systém jednotiek (SI) bol vyvinutý práve na tento účel. Napriek snahám o globálnu implementáciu však niektoré ďalšie systémy jednotiek, najmä štandardné jednotky USA a imperiálny systém, zostávajú bežne používané. To vyžaduje možnosť konverzie medzi týmito rôznymi systémami.
Čo je to jednotka merania?
Jednotka merania je definovaná veľkosť fyzikálnej veličiny, ktorá slúži ako štandardný odkaz. Akákoľvek veličina rovnakého druhu môže byť potom vyjadrená ako násobok tejto štandardnej jednotky. To umožňuje konzistentné a reprodukovateľné merania.
Medzinárodný systém jednotiek (SI)
Medzinárodný systém jednotiek (SI), odvodený od francúzskeho Système International d'Unités, je moderná forma metrického systému a najrozšírenejší systém merania na svete. Je navrhnutý ako koherentný a racionálny systém, založený na presne definovaných invariantných konštantách prírody, ako je rýchlosť svetla.
SI je vyvíjajúci sa systém, ktorý je neustále zdokonaľovaný v súlade s pokrokom v oblasti vedy a presnosti merania. Skladá sa zo siedmich základných jednotiek, z ktorých sú odvodené všetky ostatné jednotky, a využíva komplexný systém predpon na označenie desatinných násobkov alebo delených jednotiek.
Základné jednotky SI
- Meter (m): Jednotka dĺžky
- Kilogram (kg): Jednotka hmotnosti
- Sekunda (s): Jednotka času
- Ampér (A): Jednotka elektrického prúdu
- Kelvin (K): Jednotka termodynamickej teploty
- Mól (mol): Jednotka množstva látky
- Kandela (cd): Jednotka svetelnej intenzity
Bežné predpony (používané)
SI využíva predpony na správu rozsahu meraní, čo umožňuje jasne vyjadriť veľmi veľké alebo veľmi malé hodnoty.
| Text | Symbol | Faktor | Mocnina |
|---|---|---|---|
| exa | E | 1,000,000,000,000,000,000 | 1018 |
| peta | P | 1,000,000,000,000,000 | 1015 |
| tera | T | 1,000,000,000,000 | 1012 |
| giga | G | 1,000,000,000 | 109 |
| mega | M | 1,000,000 | 106 |
| kilo | k | 1,000 | 103 |
| hektop | h | 100 | 102 |
| deka | da | 10 | 101 |
| (žiadne) | (žiadne) | 1 | 100 |
| deci | d | 0.1 | 10-1 |
| centi | c | 0.01 | 10-2 |
| milli | m | 0.001 | 10-3 |
| micro | μ | 0.000001 | 10-6 |
| nano | n | 0.000000001 | 10-9 |
| piko | p | 0.000000000001 | 10-12 |
| femto | f | 0.000000000000001 | 10-15 |
| atto | a | 0.000000000000000001 | 10-18 |
SI-odvodene jednotky
Okrem základných jednotiek obsahuje SI 22 odvodenej jednotky. Tieto jednotky vznikajú kombináciou základných jednotiek SI a môžu byť bezrozmerové alebo vyjadrené ako súčin jednej alebo viacerých základných jednotiek. Niektoré bežné príklady zahŕňajú:
- Radian (rad): Jednotka uhla
- Newton (N): Jednotka sily alebo hmotnosti
- Watt (W): Jednotka výkonu
- Volt (V): Jednotka napätia, elektrického potenciálneho rozdielu
- Stupeň Celzia (°C): Jednotka teploty (na odvodenej stupnici)
Ne-SI jednotky akceptované na použitie s SI
Niektoré ne-SI jednotky sú široko používané a akceptované na používanie spolu so SI jednotkami kvôli ich praktickému významu alebo historickej prevalencii. Niektoré bežné príklady zahŕňajú:
- Čas: minúta (min), hodina (h), deň (d)
- Teplota: stupeň (°C) - špecifické intervaly na ne-SI stupnici
- Objem: liter (L)
- Tlak: bar (bar), milimeter ortuti (mmHg)
História prijatia SI
Cesta k univerzálnemu metrickému systému začala vo Francúzsku v roku 1791, čiastočne vďaka Francúzskej akadémii vied. Metrický systém bol oficiálne zavedený vo Francúzsku v roku 1799 a rozšíril sa po celej Európe počas 19. storočia. Do 70. rokov 20. storočia bola väčšina krajín na celom svete do značnej miery metricky zjednotená, s výnimkami ako Spojené štáty, Veľká Británia, Libéria a Myanmar.
Spojené štáty a metrifikácia
- 1866: Metrický systém bol legalizovaný na používanie v USA, hoci nebol široko prijatý.
- 1975: Prijatie zákona o metrickej konverzii, ktorý urobil metrický systém "preferovaným systémom váh a mierok pre obchod a obchodovanie v USA."
- 1992: Doplnok k zákonu o spravodlivej balení a označovaní požadoval, aby potravinové štítky obsahovali aj metrické a americké bežné jednotky.
- 2010: Doplnok z roku 1992 bol revidovaný, čo umožnilo výrobcovia dobrovoľne používať iba metrické jednotky na označovanie.
- 2012: Odpoveď Bieleho domu na petíciu za povinnú metriku naznačila, že žiadny federálny zámer nariaďovať jej celonárodné používanie, zdôrazňujúc individuálnu voľbu a že americké bežné jednotky sú definované v rámci metrického systému.
Veľká Británia a metrifikácia
- 1862: Začali sa prípravy na prechod na metrický systém a metrické jednotky sa stali právne použiteľnými.
- 1965: Vláda predstavila desaťročný plán úplnej metrifikácie, ktorá mala byť dobrovoľná s určitým dotovaním.
- 1969: Zriadil sa Metrický výbor na podporu a koordináciu prechodu.
- 1980: Metrický výbor bol zrušený po zmene vlády a povinná metrifikácia nebola presadzovaná.
- 1989: Veľká Británia sa opäť vzdala európskej smernice o jednotkách merania, pričom sa rozhodla nezaviesť povinné používanie metrických jednotiek.
- 1995: Veľká Británia dokončila svoju oficiálnu čiastočnú prechod, hoci výnimky ako predaj piva na ťah, dopravné značky a rýchlomer stále prevažne používajú imperiálne jednotky.
- Po brexite: Medzi predajcami došlo k určitým posunom smerom k návratu k imperiálnym jednotkám.
Iné bežné systémy jednotiek
Hoci SI dominuje, historické a kultúrne faktory znamenajú, že iné systémy zostávajú v podstatnej miere v používaní. Naše nástroje uľahčujú prevod na preklenutie týchto rozdielov v meraniach.
Zvyčajné jednotky v USA (USCS)
Zvyčajný systém jednotiek v USA sa používa predovšetkým na komerčné, spoločenské a osobné účely v USA, zatiaľ čo SI sa používa v vedeckých, medicínskych, priemyselných, vládnych a vojenských kontextoch. USCS pochádza z predchádzajúcich anglických jednotiek, ale od od vzniku imperiálneho systému v roku 1824 sa výrazne od neho odlišuje.
História USCS
- 1824: Vytvorenie imperiálneho systému v Spojenom kráľovstve znamenalo formálny rozchod od jednotkových systémov používaných v USA, čo viedlo k rozdielom napriek spoločnému pôvodu.
- 1893: Mendenhallova objednávka oficiálne redefinovala väčšinu zvyčajných amerických jednotiek v súlade s metrami a kilogramami, čím ich prepojila s definíciami SI.
- 1959: Medzinárodná dohoda o yardoch a librách ďalej spresnila definície amerických zvyčajných jednotiek na základe metrických jednotiek.
Bežné jednotky USCS
| Kategória | Jednotka | Symbol | Približný ekvivalent v SI |
|---|---|---|---|
| Dĺžka | palec | in | 0.0254 meters |
| stopa | ft | 0.3048 meters | |
| yard | yd | 0.9144 meters | |
| míľa | mi | 1609.344 meters | |
| Plocha | akre | 4046.873 m2 | |
| Všeobecný objem | kockový palec | in3 | 0.0000164 m3 |
| kocková stopa | ft3 | 0.0283 m3 | |
| kockový yard | yd3 | 0.765 m3 | |
| Tekutý objem | čajová lyžička | tsp | 4.929 milliliters |
| lyžica | tbsp | 14.787 milliliters | |
| tekutá unca | fl oz | 29.574 milliliters | |
| šálka | cp | 236.588 milliliters | |
| pinta | pt | 473.176 milliliters | |
| galón | gal | 3785.41 milliliters | |
| Suchý objem | suchá pinta | 550.610 milliliters | |
| suchý štvrťgalón | 1,101.221 milliliters | ||
| suchý galón | 4,404.884 milliliters | ||
| Hmotnosť/Masa | unce | oz | 28.350 grams |
| libra | lb | 453.592 grams | |
| krátka tona | ton | 907.185 kilograms | |
| dlhá tona | long ton | 1,016.047 kilograms | |
| Teplota | stupne Fahrenheita | °F | (vedecké použitie °C a K) |
Imperiánsky systém
Imperiánsky systém, tiež známy ako Britský imperiálny systém, bol oficiálne definovaný v roku 1824 ako nástupca starších anglických jednotiek. Hoci sa Spojené kráľovstvo čiastočne presunulo na SI, imperiánske jednotky sú stále bežne používané v každodennom živote a systém sa tiež používa v Kanade a niektorých bývalých krajinách Britského impéria.
Hoci zdieľa mnoho názvov jednotiek s americkými bežnými jednotkami, je dôležité poznamenať, že skutočné hodnoty určitých jednotiek, najmä objemov, sa môžu líšiť (napríklad imperiánsky galón je väčší ako americký galón). Na rozdiel od USCS, imperiánsky systém zvyčajne nemá oddelené suché alebo tekuté objemy.
História imperiánskeho systému
- 1818: Diskusie o zavedení metrického systému začali v britskom parlamente.
- 1824: Zákon o váhach a mierach zaviedol imperiánsky systém, umožňujúc používanie starších anglických jednotiek, ak ich imperiánske ekvivalenty boli označené.
- 1965: Vláda Spojeného kráľovstva oficiálne súhlasila s politikou podporujúcu dobrovoľnú metrikáciu.
- 1969: Výbor pre metrikáciu bol založený na koordináciu prechodu, hoci bol neskôr zrušený v roku 1980.
- 1989: Spojené kráľovstvo opäť zvolilo, že nebude povinné používanie metrických jednotiek, čím sa vyhlo smernici Európskych jednotiek merania.
- 1995: Spojené kráľovstvo dokončilo svoju oficiálnu čiastočnú prechod na metrický systém, s niekoľkými výnimkami pre tradičné použitia (napríklad ťahané pivo, dopravné značky).
Bežné imperiánske jednotky
| Kategória | Jednotka | Symbol | Približný ekvivalent v SI |
|---|---|---|---|
| Dĺžka | palec | in | 0.0254 meters |
| stopa | ft | 0.3048 meters | |
| yard | yd | 0.9144 meters | |
| reťazec | ch | 20.1168 meters | |
| furlong | fur | 201.168 meters | |
| míľa | mi | 1,609.344 meters | |
| míľa | lea | 4,828.032 meters (3 miles) | |
| Plocha | perch | 25.293 m2 | |
| rood | 1011.714 m2 | ||
| akre | 4046.856 m2 | ||
| Objem | tekutá unca | fl oz | 28.413 milliliters |
| džbán | gi | 142.065 milliliters | |
| pinta | pt | 568.261 milliliters | |
| štvrtka | qt | 1,136.523 milliliters | |
| galón | gal | 4,546.09 milliliters | |
| Hmotnosť/Masa | unce | oz | 28.350 grams |
| libra | lb | 453.592 grams | |
| kameň | st | 6.350 kilograms | |
| Imperiánska tona | t | 1,016.047 kilograms |
Prečo je potrebná konverzia jednotiek?
Stále spolunažívanie rôznych systémov jednotiek na celom svete zdôrazňuje nevyhnutnú potrebu konverzie jednotiek. Je to dôležité pre:
- Globovú komunikáciu a spoluprácu: Umožňuje plynulú výmenu informácií a dát vo vedeckom výskume, inžinierskych projektoch a medzinárodnom obchode, bez ohľadu na miestne meracie štandardy.
- Zabezpečenie presnosti a bezpečnosti: Prevencia nákladných chýb, nesprávnych výpočtov a potenciálnych rizík v kritických oblastiach ako výroba, stavebníctvo, letectvo a zdravotná starostlivosť.
- Uľahčenie medzinárodného obchodu: Štandardizácia špecifikácií produktov a množstiev cez hranice, zjednodušenie dovozu a vývozu.
- Zvýšenie každodennej praktickosti: Pomáha jednotlivcom pochopiť recepty, vzdialenosti pri cestovaní, veľkosti produktov a iné merania pri stretnutí s rôznymi systémami v každodennom živote.
Poskytovaním dostupných nástrojov na presnú konverziu jednotiek sa tento zdroj snaží zjednodušiť tieto výzvy, sprístupniť rôzne meracie údaje a urobiť ich univerzálne zrozumiteľnými.