Οι μονάδες μέτρησης

Οι μονάδες μέτρησης παρέχουν πρότυπα, ώστε οι αριθμοί των μετρήσεών μας να αναφέρονται στο ίδιο πράγμα. Η μέτρηση είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιεί αριθμούς για να περιγράψει ένα φυσικό μέγεθος. Μπορούμε να μετρήσουμε πόσο μεγάλα είναι τα πράγματα, πόσο ζεστά είναι, πόσο βαριά είναι και πολλά άλλα χαρακτηριστικά.

Για παράδειγμα, το μέτρο είναι μια τυπική μονάδα μέτρησης του μήκους. Πριν από το 1982, οριζόταν ως η απόσταση μεταξύ δύο σημείων σε μια ειδική ράβδο. Τώρα οι επιστήμονες ορίζουν το μέτρο χρησιμοποιώντας την ταχύτητα του φωτός. Λέγοντας ότι κάτι έχει μήκος δύο μέτρα σημαίνει ότι είναι ακριβώς διπλάσιο σε μήκος από τη ράβδο που χρησιμοποιούσαν για να ορίσουν το μέτρο.

Τους προηγούμενους αιώνες χρησιμοποιήθηκαν πολλές διαφορετικές μονάδες σε διάφορες χώρες. Σήμερα, οι περισσότερες μονάδες μέτρησης ανήκουν σε ένα από τα τρία συστήματα:

Τα δύο παλαιότερα, το βρετανικό αυτοκρατορικό σύστημα και το στενά συνδεδεμένο αμερικανικό εθιμικό σύστημα, χρησιμοποιούν το πόδι ως μέτρο μήκους, τη λίβρα ως μέτρο βάρους και το δευτερόλεπτο ως μέτρο χρόνου. Χρησιμοποιούν και άλλες μονάδες. Ο αριθμός των μικρότερων μονάδων που συνθέτουν τις μεγαλύτερες μονάδες σε αυτά τα δύο συστήματα ποικίλλει: Για παράδειγμα, υπάρχουν 12 ίντσες σε ένα πόδι και 16 ουγγιές σε μια λίβρα.

Το νεότερο και πιο διαδεδομένο από τα τρία συστήματα είναι το μετρικό σύστημα ή σύστημα SI, το οποίο χρησιμοποιεί 10, 100 ή 1000 από μια μικρότερη μονάδα για να φτιάξει μια μεγαλύτερη. Για παράδειγμα, υπάρχουν 100 εκατοστά σε ένα μέτρο ή 1000 γραμμάρια σε ένα κιλό. Το σύστημα αυτό χρησιμοποιεί το μέτρο για το μήκος και το χιλιόγραμμο για το βάρος.

Η μέτρηση του χρόνου δεν ακολουθεί αυτό το μοτίβο. Το δεύτερο είναι η βάση για τη μέτρηση του χρόνου και βασίζεται στο εξαδικό σύστημα: 60 δευτερόλεπτα κάνουν ένα λεπτό και 60 λεπτά κάνουν μια ώρα.

Αυτός ο κύβος μπορεί να χωρέσει ένα λίτρο υγρού

Κούπες μπύρας, στο Oktoberfest: χωράνε ένα λίτρο μπύρας

Αριθμός και μονάδα μέτρησης

Η ιδιότητα του μετρούμενου αντικειμένου δίνεται ως αριθμός μονάδων μέτρησης. Ο αριθμός έχει νόημα μόνο όταν δίνεται και η μονάδα μέτρησης.

Για παράδειγμα, ο Πύργος του Άιφελ στο Παρίσι της Γαλλίας έχει ύψος 300 μέτρα (980 πόδια). Δηλαδή, η απόσταση από την κορυφή έως το κάτω μέρος του Πύργου του Άιφελ είναι 300 μέτρα. Η ιδιότητα του Πύργου του Άιφελ που μετράται είναι η απόσταση. Ο αριθμός που μετράται είναι 300. 300 από τι; Η μονάδα μέτρησης είναι το μέτρο.

Πρότυπα μέτρησης

Τα πρότυπα είναι ειδικά αντικείμενα που χρησιμοποιούνται για τη διενέργεια μετρήσεων. Ένα μέτρο είναι ένα παράδειγμα προτύπου. Όταν μετράτε κάτι με ένα μέτρο, μπορείτε να συγκρίνετε αυτή τη μέτρηση με οτιδήποτε άλλο μετράται επίσης με μέτρο. Αυτό διευκολύνει τις μετρήσεις και τις συγκρίσεις μεταξύ των μετρήσεων.

Η επιστήμη, η ιατρική και η μηχανική χρησιμοποιούν μικρότερες μονάδες μέτρησης για τη μέτρηση μικρών πραγμάτων με μικρότερο σφάλμα. Είναι εύκολο να μετρηθούν μεγάλα πράγματα χρησιμοποιώντας μεγαλύτερες μονάδες μέτρησης. Οι αστρονομικές μετρήσεις, όπως το πλάτος ενός γαλαξία, χρησιμοποιούν έτη φωτός και παρσέκ.

Μικρές μετρήσεις όπως η μάζα ενός ατόμου χρησιμοποιούν ειδικές μονάδες μέτρησης.

Συστήματα μονάδων μέτρησης

Υπάρχουν πολλά διαφορετικά πρότυπα και μονάδες που χρησιμοποιούνται σε όλο τον κόσμο. Ορισμένα χρησιμοποιήθηκαν λιγότερο κατά τη διάρκεια του 19ου και του 20ού αιώνα.

Μετρικό σύστημα

Το μετρικό σύστημα είναι ένα σύστημα μέτρησης που χρησιμοποιείται στο μεγαλύτερο μέρος του κόσμου. Ονομάζεται επίσης Διεθνές Σύστημα Μονάδων ή SI.

Οι μονάδες μέτρησης στο μετρικό σύστημα περιλαμβάνουν:

Οι μονάδες μήκους ή γραμμικού μεγέθους βασίζονται στο μέτρο. Περιλαμβάνουν το χιλιόμετρο (km) που είναι 1.000 μέτρα, το εκατοστόμετρο (cm) και το χιλιοστό (mm) που είναι 1/1.000 του μέτρου.

Η μονάδα όγκου είναι το λίτρο. Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση μιας ποσότητας υγρού. Ένα χιλιοστόλιτρο (συντομογραφία mL) είναι η ποσότητα υγρού που θα γέμιζε έναν κύβο με διαστάσεις 1 εκατοστό σε κάθε πλευρά. Ένα λίτρο υγρού θα γέμιζε έναν κύβο που έχει μήκος 10 εκατοστά σε κάθε πλευρά.

Η μονάδα μάζας είναι το χιλιόγραμμο. Ένα χιλιόγραμμο (kg) είναι η μάζα 1 λίτρου νερού (σε θερμοκρασία 4 °C ή 39 °F και πίεση 1.013,25 kPa ή 146,959 psi). 1 γραμμάριο (g) είναι η μάζα 1 χιλιοστόλιτρου νερού σε θερμοκρασία 4 °C (39 °F). Ο μετρικός τόνος είναι 1.000 χιλιόγραμμα ή ένα εκατομμύριο γραμμάρια.

Αυτοκρατορικές μονάδες

Οι αυτοκρατορικές μονάδες καθορίστηκαν στο Ηνωμένο Βασίλειο το 1824. Οι μονάδες αυτές βασίστηκαν σε παρόμοιες μονάδες που χρησιμοποιούνταν πριν από το 1824. Οι αυτοκρατορικές μονάδες χρησιμοποιούνταν σε χώρες που αποτελούσαν μέρος της Βρετανικής Αυτοκρατορίας. Ενώ πολλές από αυτές τις χώρες, συμπεριλαμβανομένου του Ηνωμένου Βασιλείου, έχουν υιοθετήσει επίσημα το SI, το παλαιότερο σύστημα μονάδων εξακολουθεί να χρησιμοποιείται.

Αμερικανικές συνήθεις μονάδες

Οι αμερικανικές συνήθεις μονάδες είναι οι επίσημες μονάδες που χρησιμοποιούνται στις ΗΠΑ. Αυτές είναι παρόμοιες με τις βρετανικές αυτοκρατορικές μονάδες και βασίζονται επίσης στις μονάδες που χρησιμοποιούνταν στο Ηνωμένο Βασίλειο πριν από την αμερικανική ανεξαρτησία. Ορισμένες από τις μονάδες είναι διαφορετικές από τις βρετανικές. Για παράδειγμα, υπάρχουν 20 βρετανικές ουγγιές υγρών σε μια βρετανική πίντα, αλλά 16 αμερικανικές ουγγιές υγρών σε μια αμερικανική πίντα. Επιπλέον, η αμερικανική υγρή ουγγιά είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από την αυτοκρατορική υγρή ουγγιά. Το αποτέλεσμα είναι ότι οι αμερικανικές πίντες και τα γαλόνια είναι μικρότερα από τις βρετανικές πίντες και τα γαλόνια. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το μετρικό σύστημα είναι νόμιμο για το εμπόριο από το 1866, αλλά άλλες μετρήσεις όπως το γαλόνι, η ίντσα και η λίβρα εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως.

Οι αυτοκρατορικές και αμερικανικές μονάδες μέτρησης περιλαμβάνουν:

Μήκος - ίντσα (in), πόδι (ft), γιάρδα (yd) και μίλι.

1 πόδι = 12 ίντσες
1 γιάρδα = 3 πόδια (πληθυντικός του πόδι) = 36 ίντσες
1 μίλι = 1760 γιάρδες = 5280 πόδια

Αυτοκρατορικός όγκος - αυτοκρατορική υγρή ουγγιά (fl oz), αυτοκρατορική πίντα (pt) και αυτοκρατορικό γαλόνι (gal).

1 Imperial pint = 20 Imperial fluid ounces
1 βρετανικό γαλόνι = 8 βρετανικές πίντες

Αμερικανικός όγκος - αμερικανική υγρή ουγγιά (fl oz), αμερικανικό κύπελλο (cp), αμερικανικό πιντ (pt), αμερικανικό τέταρτο (qt) και αμερικανικό γαλόνι (gal).

1 αμερικανικό φλιτζάνι = 8 αμερικανικές υγρές ουγγιές
1 US pint = 2 US cups = 16 US fluid ounces
1 αμερικανικό τέταρτο = 2 αμερικανικές πίντες = 4 αμερικανικά φλιτζάνια = 32 αμερικανικές υγρές ουγγιές
1 γαλόνι ΗΠΑ = 4 αμερικανικά τέταρτα = 8 αμερικανικά πίντες = 16 αμερικανικά φλιτζάνια

Βάρος και μάζα - ουγγιά (oz), λίβρα (lb) και πέτρα (st).

1 λίβρα = 16 ουγγιές
1 πέτρα = 14 κιλά

Οι ουγγιές για το βάρος και τον όγκο είναι διαφορετικές. Ακόμη και κατά τη μέτρηση του νερού, ο αριθμός των ουγγιών βάρους δεν είναι ο ίδιος με τον αριθμό των ουγγιών υγρού.

Μετατροπή μεταξύ συστημάτων

Μετατροπή Μετρικό σε Αμερικανικό

1 μέτρο = 1,09 γιάρδες = 39,37 ίντσες.
1 λίτρο = 33,3 ουγγιές υγρών = 1,76 πίντες = 0,26 γαλόνια ΗΠΑ.
1 κιλό = 35,32 ουγγιές = 2,2 λίβρες

Μετατροπή Αμερικανικά σε μετρικά

Μήκος

1 ίντσα = 2,54 εκατοστά
1 πόδι = 30,48 εκατοστά
1 γιάρδα = 0,9144 μέτρα
1 μίλι = 1,609344 χιλιόμετρα

Τόμος

1 ουγγιά υγρού = 29,6 χιλιοστόλιτρα
1 πίντα = 473,1 χιλιοστόλιτρα
1 γαλόνι = 3,79 λίτρα
1 φλιτζάνι = 236,55 χιλιοστόλιτρα

Μάζα

1 ουγγιά = 28,35 γραμμάρια
1 λίβρα = 0,45359237 χιλιόγραμμα

Άλλες μονάδες μέτρησης

Η μονάδα του χρόνου είναι το δευτερόλεπτο. Το λεπτό (60 δευτερόλεπτα) και η ώρα (60 λεπτά ή 3600 δευτερόλεπτα) είναι μεγαλύτερες μονάδες. Η ημέρα ορίζεται ως 24 ώρες, αλλά η περιστροφή της Γης έχει επιβραδυνθεί. Η διαφορά διορθώνεται στο τέλος ορισμένων ετών με αυτό που ονομάζεται δίσεκτο δευτερόλεπτο. Η εβδομάδα (7 ημέρες) και ο μήνας είναι επίσης τυποποιημένες μονάδες.

Μια μονάδα μέτρησης που εφαρμόζεται στο χρήμα ονομάζεται λογιστική μονάδα. Αυτή είναι συνήθως ένα νόμισμα που εκδίδεται από μια χώρα. Για παράδειγμα, οι Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιούν δολάρια. Κάθε δολάριο αντιστοιχεί σε 100 σεντς. Το Ηνωμένο Βασίλειο χρησιμοποιεί λίρες. Κάθε λίρα είναι 100 πένες ή πένες. Η Ευρωπαϊκή Ένωση χρησιμοποιεί το ευρώ. Το ευρώ έχει 100 λεπτά.

Οι μονάδες για τον ηλεκτρισμό, τον μαγνητισμό και την ακτινοβολία εφευρέθηκαν κυρίως τον 19ο αιώνα, όταν οι επιστήμονες έμαθαν πώς να τις μετρούν. Για τις περισσότερες δόθηκαν αρχικά αυτοκρατορικά συστήματα, αλλά σήμερα συνηθίζεται να χρησιμοποιούνται μετρικά συστήματα γι' αυτές.

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Q: Τι είναι η μέτρηση;

A: Η μέτρηση είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιεί αριθμούς για να περιγράψει ένα φυσικό μέγεθος. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του μεγέθους, της θερμοκρασίας, του βάρους και άλλων χαρακτηριστικών ενός αντικειμένου.

Ε: Πώς οριζόταν το μέτρο πριν από το 1982;

Α: Πριν από το 1982, το ένα μέτρο οριζόταν ως η απόσταση μεταξύ δύο δεικτών σε μια ειδική μεταλλική ράβδο.

Ερ: Ποια είναι τα τρία συστήματα μονάδων μέτρησης;

Α: Τα τρία συστήματα μονάδων μέτρησης είναι το βρετανικό αυτοκρατορικό σύστημα, το αμερικανικό εθιμικό σύστημα και το μετρικό σύστημα ή σύστημα SI.

Ερ: Πόσες ίντσες υπάρχουν σε ένα πόδι;

Α: Το ένα πόδι έχει 12 ίντσες.

Ερ: Πόσες ουγγιές υπάρχουν σε μια λίβρα;

Α: Μια λίβρα έχει 16 ουγγιές.

Ε: Πόσα εκατοστά υπάρχουν σε ένα μέτρο;

Α: Το ένα μέτρο έχει 100 εκατοστά.

Ερ: Πώς διαφέρει η μέτρηση του χρόνου από άλλες μετρήσεις;

Α: Η μέτρηση του χρόνου δεν ακολουθεί το μοτίβο που χρησιμοποιείται από άλλες μετρήσεις, καθώς βασίζεται στο εξαδικό σύστημα που ορίζει ότι 60 δευτερόλεπτα αποτελούν 1 λεπτό και 60 λεπτά αποτελούν 1 ώρα.