Układy typów jednostek i ich charakterystyka

2305
Abraham McLaughlin
Układy typów jednostek i ich charakterystyka

Plik systemy jednostkowe Składają się z zestawów standardowych norm przeznaczonych do pomiaru różnych wielkości używanych w nauce i inżynierii. Opierają się na schemacie kilku wielkości uznawanych za fundamentalne, a pozostałe są z nich wyprowadzane.

Istnieje oczywista zaleta ujednolicenia kryteriów pod względem jednostek stosowanych do pomiaru wielkości, ponieważ w ten sposób dana miara oznacza to samo dla wszystkich użytkowników..

Miarka szklana w mililitrach i uncjach, jednostki należące do różnych układów jednostek. Źródło: PxHere.

Na poziomie prac naukowych, dla których niezbędne jest dokonywanie pomiarów, dziesiętny system metryczny oparty na potęgach 10 jest stosowany od wielu lat, od jego powstania we Francji w czasie rewolucji francuskiej..

Konferencja Generalna ds. Miar i Wag, międzynarodowy autorytet w tej dziedzinie, zaproponowała w 1960 r. Utworzenie Système International d'Unités, w skrócie SI, zarówno w języku francuskim, jak i hiszpańskim.

Ten system opiera się na metrze (m) do pomiaru długości, kilogramie (kg) do pomiaru masy i sekundach do pomiaru czasu.

Długość, masa i czas to trzy podstawowe wielkości mechaniki, ale są jeszcze cztery wielkości uważane za podstawowe: prąd elektryczny, temperatura, natężenie światła i ilość substancji..

Istnieją jednak inne systemy jednostek, które nadal są często używane, albo ze względów historycznych, z przyzwyczajenia, albo dlatego, że w jakiś sposób ułatwiają obliczenia w niektórych dziedzinach działalności..

Chociaż system międzynarodowy jest ustanowiony w większości krajów świata, w Stanach Zjednoczonych Mjanma (dawna Birma) i Liberia (Afryka Zachodnia) nadal używają własnego systemu jednostek..

Indeks artykułów

  • 1 System metryczny
  • 2 Międzynarodowy układ jednostek (SI)
    • 2.1 - Podstawowe jednostki systemu międzynarodowego
  • 3 Cegesimal System of Units lub c.g.s
    • 3.1 - Podstawowe jednostki systemu cegesimal
    • 3.2 - Jednostki pochodzące z systemu cegesimal
  • 4 Techniczny układ jednostek
    • 4.1 - Podstawowe jednostki systemu technicznego
    • 4.2 - Jednostki wyprowadzone z systemu technicznego
  • 5 brytyjski system jednostek
    • 5.1 - Podstawowe jednostki systemu brytyjskiego
    • 5.2 - Jednostki pochodzące z systemu brytyjskiego
  • 6 Odnośniki

System metryczny

System ten stanowi podstawę Międzynarodowego Układu Jednostek i mierzy długość, powierzchnię, objętość, pojemność i masę. Składa się z jednostki podstawowej oraz odpowiednich wielokrotności i podwielokrotności.

Podstawowe jednostki to:

-Długość: metro

-Powierzchnia: metrodwa

-Tom: metro3

-Umiejętność: litr

-Masa: kilogramy

Oprócz jednostki bazowej istnieją wielokrotności i podwielokrotności, z których niektóre są pokazane na poniższym rysunku, wraz z odpowiednim przedrostkiem. Poniższy schemat obowiązuje, gdy jednostką podstawową jest metr, litr lub kilogram.

System metryczny dziesiętny, wielokrotności i podwielokrotności. Źródło: F. Zapata.

Aby przejść od wielokrotności do liczby znajdującej się po prawej stronie, należy pomnożyć tę liczbę przez 10. Na przykład pomiar 5 metrów odpowiada 50 decymetrom, 500 centymetrom i 5000 milimetrom..

Zamiast tego, aby przejść od wielokrotności do tej, która następuje po lewej stronie, podziel liczbę przez 10. Ta sama miara 5 metrów odpowiada 0,5 dekametru, 0,05 hektometrowi lub 0,0005 kilometrowi..

Międzynarodowy układ jednostek (SI)

Międzynarodowy Układ Jednostek jest oparty na dziesiętnym systemie metrycznym i zbiorze miar zwanym systemem MKS, inicjałami metra, kilograma i sekundy.

Ten system jest akceptowany przez społeczność naukową na całym świecie do przekazywania wyników zdecydowanej większości swoich eksperymentów, chociaż jednostki z innych systemów są również używane ze względów historycznych lub praktycznych..

- Podstawowe jednostki systemu międzynarodowego

Podstawowe jednostki systemu międzynarodowego. Źródło: Dono / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Metro

Jest definiowana w kategoriach prędkości światła jako odległość, jaką przebywa światło w próżni w przedziale czasowym 1/299 792 458 sekund.

druga

Jest to czas, w którym oscylacja przejścia atomowego trwa między dwoma poziomami atomu cezu-133 i jest pomnożona przez 9 192 631 770.

Kilogram

Od maja 2019 roku kilogram ma nową definicję opartą na stałej Plancka, oznaczoną jako godz i którego wartość to:

h = 6626 070 040 x 10-3. 4 kg mdwa s -1

Jak widać, stała Plancka obejmuje pozostałe dwie podstawowe wielkości: długość i czas. Miernik i drugi są zdefiniowane jak wyjaśniono powyżej.

Amper

Służy do pomiaru natężenia prądu.

kelwin

Jest to jednostka SI dla temperatury.

Świeca

Służy do pomiaru natężenia światła.

Mol

Kret jest równy 6,022 x 102. 3 elementarne cząstki substancji.

Cegesimal System of Units lub c.g.s

System ten, zaproponowany przez Gaussa na początku XIX wieku, był używany przez naukowców aż do XX wieku. Od odpowiednich inicjałów jednostek podstawowych pochodzi nazwa c.g.s: centymetr, gram i sekunda.

- Podstawowe jednostki systemu cegesimal

Centymetr

Ta jednostka jest częścią metrycznego systemu dziesiętnego i jest równa jednej setnej metra.

1 cm = 1 x 10 -dwa m

Gram

Jest to podstawowa jednostka masy odpowiadająca jednej tysięcznej kilograma:

1 g = 1 x 10 -3 kg

druga

Jest zdefiniowany w taki sam sposób, jak w SI.

- Jednostki pochodzące z systemu cegesimal

Wymienione jednostki odpowiadają podstawowym wielkościom używanym w mechanice. Niektóre wielkości uważane za fundamentalne w międzynarodowym systemie SI są zdefiniowane przez inne w systemie c.g.s..

Na przykład prąd elektryczny jest określany przez pole magnetyczne, ale przewaga c.g.s. w elektromagnetyzmie jest to, że równania są uproszczone, ponieważ wiele stałych, które są obecne w SI, nie pojawia się.

Oto niektóre z bardziej popularnych jednostek pochodnych w systemie c.g.s:

Gal

Przyspieszenie jest mierzone za pomocą tej jednostki. 1 Gal równa się 1 cm / sdwa.

Dyna

Jest to jednostka siły, którą definiuje się jako siłę, którą należy przyłożyć do obiektu o masie 1 g, aby uzyskał on przyspieszenie 1 gal..

Erg

Erg jest używany do pracy i wynosi 1 x 10-7 dżule.

Baria

Odpowiednik jednej dyny na cmdwa i służy do pomiaru ciśnienia.

Gaus

Ta jednostka jest dobrze znana z gaussmeter, aparat używany do pomiaru natężenia pola magnetycznego. Tesla (T) jest jednostką SI, ale jest dość duża, więc dla intensywności, które są obsługiwane w wielu laboratoriach, gaus, w skrócie G, co równa się 10-4 T.

Techniczny układ jednostek

Nie jest to system jednostek w sensie formalnym.

- Podstawowe jednostki systemu technicznego

Długość / odległość

Jednostką jest metr, symbol m.

Pogoda

Jednostka jest drugą, o symbolu s.

Siła

Jednostką jest kilogram-siła, w skrócie kg-f, zwany także kilopond (kp).

Formalna definicja kg-f jest następująca:

1 kg-f jest siłą, z jaką Ziemia przyciąga do swojego środka obiekt o masie 1 kg, który znajduje się na poziomie morza i na 45º szerokości geograficznej północnej.

Temperatura

Jednostką jest stopień Celsjusza, który jest jednostką używaną na co dzień i dla temperatury laboratoryjnej w wielu krajach..

Został stworzony przez szwedzkiego astronoma Andersa Celsjusza (1701-1744) i wykorzystuje jako odniesienie temperaturę zamarzania i wrzenia wody. Równoważność z systemem międzynarodowym wynosi: 273,15 K = 0 ºC

- Jednostki pochodzące z systemu technicznego

Jednostki wymienione w poprzedniej sekcji są uważane za podstawowe jednostki tego systemu. Podobnie jak w przypadku systemu c.g.s., istnieje wiele jednostek pochodnych.

Zobaczmy niektóre z najważniejszych:

Masa

W przypadku masy system ten używa jednostki zwanej u.t.m lub jednostka techniczna masy, która jest zdefiniowana w oparciu o drugie prawo Newtona, F = ma jako:

m = F / a

Zatem u.t.m jest masą, która uzyskuje przyspieszenie 1 m / sdwa gdy zostanie do niego przyłożona siła 1 kg-f, co odpowiada 9,8 kg w systemie międzynarodowym.

Energia i ciepło

Stosowany jest kilogram lub kilopondymetr, co odpowiada 1 kg-sile⋅m. Jego odpowiednik w SI to:

1 kilopondymetr = 9,81 dżula.

W odróżnieniu od innych systemów, w systemie technicznym oprócz energii zużywanej oprócz energii, znajduje się jednostka ciepła: kaloria. Często używa się również kilokalorii.

1 kaloria = 4,1868 dżula.

Moc

Za moc koń mechaniczny, w skrócie CV, co odpowiada 735,5 watów.

Brytyjski system jednostek

Był używany przez długi czas w krajach anglojęzycznych. Obecnie Wielka Brytania współpracuje również z systemem międzynarodowym, jednak Stany Zjednoczone są jednym z niewielu krajów, które nadal nie migrują do SI.

W przypadku podstawowych wielkości długości i czasu stosuje się odpowiednio stopę i sekundę, chociaż często używa się stoczni, cala i mili jako długości..

Pod względem masy istnieje również wiele jednostek i niewielkie różnice po obu stronach Atlantyku..

W inżynierii ślimak jako jednostka masy. Jest częścią systemu stopa-funt-sekunda (stopy-funt-sekundy) lub FPS, który analogicznie do systemu technicznego pracuje z siłą i na jej podstawie określa jednostkę masy.

- Podstawowe jednostki systemu brytyjskiego

Stopa

Jest to jednostka długości systemu brytyjskiego i wynosi 0,3048 m.

Funt siła (funt)

Jest to jednostka siły, analogicznie do opisanego powyżej systemu technicznego. Jego odpowiednik w SI oblicza się ze wzoru:

1 funt = 4,44822 N

druga

Jego definicja jest taka sama we wszystkich systemach.

- Jednostki pochodzące z systemu brytyjskiego

Podobnie jak w przypadku innych systemów jednostek, istnieje wiele wielkości, których jednostki są wyprowadzane z jednostek podstawowych. Oto niektóre z najbardziej znanych:

ślimak

Plik ślimak definiuje się analogicznie do u.t.m.

Ślimak to masa, przy której uzyskuje przyspieszenie 1 ft / sdwa pod wpływem siły o wartości 1 funta. Odpowiednik około 14,59 kg.

Jednostki prędkości i przyspieszenia

Dla prędkości i przyspieszenia stosuje się odpowiednio stopę / s (ft / s) i stopę / sdwa (stopy / sdwa). Na przykład przyspieszenie ziemskie w tych jednostkach wynosi 32 ft / sdwa.

Jednostki ciśnienia

Ciśnienie, które definiuje się jako siłę na jednostkę powierzchni, jest wielkością pochodną wyrażoną w wielu jednostkach. W systemie brytyjskim byłby to funt / stopadwa lub funt-siła / stopędwa.

Inną bardzo powszechną jednostką w inżynierii do pomiaru ciśnienia jest psi lub funt-siła / caldwa.

Bibliografia

  1. Figueroa, D. (2005). Seria: Fizyka dla nauki i inżynierii. Tom 1. Kinematyka. Pod redakcją Douglasa Figueroa (USB).
  2. Giancoli, D. 2006. Fizyka: Zasady z zastosowaniami. 6th. Ed prentice hall.
  3. Mott, R. 2006. Mechanika płynów. 4. Wydanie. Edukacja Pearson.
  4. Splash Learn. Co to jest system metryczny, definicja z przykładami. Odzyskany z: splashlearn.com.
  5. Cała nauka. Fizyka, cele, wielkości i pomiary. Odzyskany z: francesphysics.blogspot.com.
  6. Wikipedia. System pomiaru. Odzyskane z: en.wikipedia.org.
  7. Wikipedia. System techniczny jednostek. Odzyskane z: es.wikipedia.org.
  8. Wikipedia. Cegesimal system jednostek. Odzyskane z: es.wikipedia.org.

Jeszcze bez komentarzy