Běžné systémy jednotek
Systém jednotek, nebo systém měření, je soubor vzájemně propojených jednotek používaných k měření fyzikálních vlastností. Pochopení těchto systémů je klíčové, protože tvoří základ vědy, obchodu a každodenního života po celém světě.
V minulosti byly systémy jednotek často místně definované a velmi libovolné. Například délka „stopy“ se mohla výrazně lišit v závislosti na velikosti místního pravítka, což vedlo k širokým nesrovnalostem. Zatímco místní jednotky byly praktické v dobách omezené cestování, rozmach globalizace a růst mezinárodního obchodu a vědy zdůraznily naléhavou potřebu univerzálních standardů.
Standardizované jednotky usnadňují jasnou komunikaci a předcházejí záměnám mezi různými kulturami a zeměmi. Mezinárodní systém jednotek (SI) byl vyvinut právě pro tento účel. Nicméně, navzdory snahám o globální zavedení, zůstává několik dalších systémů jednotek, především americké běžné jednotky a imperiální systém, běžně používané. To vyžaduje schopnost převádět mezi těmito různými systémy.
Co je jednotka měření?
Jednotka měření je definovaná velikost fyzikálního množství, která slouží jako standardní referenční hodnota. Jakékoli množství stejného druhu lze poté vyjádřit jako násobek této standardní jednotky. To umožňuje konzistentní a reprodukovatelné měření.
Mezinárodní systém jednotek (SI)
Mezinárodní systém jednotek (SI), odvozený od francouzského Système International d'Unités, je moderní formou metrického systému a nejrozšířenějším systémem měření na světě. Je navržen jako koherentní a racionální systém, založený na přesně definovaných invariantních konstantách přírody, například rychlosti světla.
SI je vyvíjející se systém, který je neustále zpřesňován s pokrokem vědeckého poznání a přesnosti měření. Skládá se ze sedmi základních jednotek, ze kterých jsou odvozeny všechny ostatní, a používá komplexní systém předpon k označení desítkových násobků nebo dílčích jednotek.
Základní jednotky SI
- metr (m): Jednotka délky
- kilogram (kg): Jednotka hmotnosti
- sekunda (s): Jednotka času
- ampér (A): Jednotka elektrického proudu
- kelvin (K): Jednotka termodynamické teploty
- mol (mol): Jednotka množství látky
- candela (cd): Jednotka svítivosti
Metrické předpony (běžně používané)
SI využívá předpon k řízení měřítka měření, což umožňuje jasné vyjádření velmi velkých nebo velmi malých množství.
| Text | Symbol | Koeficient | 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 |
| hecto | h | 100 | 102 |
| deca | da | 10 | 101 |
| (žádný) | (žádný) | 1 | 100 |
| deci | d | 0.1 | 10-1 |
| centi | c | 0.01 | 10-2 |
| mili | m | 0.001 | 10-3 |
| mikro | 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 odvozené jednotky
Kromě základních jednotek zahrnuje SI 22 odvozených jednotek. Tyto jednotky vznikají kombinací základních jednotek SI a mohou být bezrozměrné nebo vyjádřené jako součin jedné nebo více základních jednotek. Některé běžné příklady zahrnují:
- Radián (rad): Jednotka úhlu
- Newton (N): Jednotka síly nebo hmotnosti
- Watt (W): Jednotka výkonu
- Volt (V): Jednotka napětí, elektrického potenciálu
- Stupeň Celsia (°C): Jednotka teploty (na odvozené stupnici)
Nepoužívané jednotky přijaté k použití s SI
Některé nepoužívané jednotky jsou široce používány a akceptovány pro použití spolu se systémy SI kvůli jejich praktickému významu nebo historické prevalenci. Některé běžné příklady zahrnují:
- Čas: minuta (min), hodina (h), den (d)
- Teplota: stupeň (°C) - specifické intervaly na nepoužívané stupnici
- Objem: litr (L)
- Tlak: bar (bar), milimetr rtuti (mmHg)
Historie přijetí SI
Cesta k univerzálnímu metrickému systému začala ve Francii v roce 1791, převážně pod vedením Francouzské akademie věd. Metrický systém byl oficiálně zaveden ve Francii v roce 1799 a rozšířen po celé Evropě během 19. století. Do 70. let 20. století byla většina zemí na světě do značné míry metrifikována na základě systému SI, s výjimkami jako Spojené státy, Velká Británie, Libérie a Myanmar.
Spojené státy a metrická systém
- 1866: Metrický systém byl legalizován pro použití v USA, i když nebyl široce přijat.
- 1975: Prošel zákon o metrické konverzi, který učinil metrický systém "preferovaným systémem vah a měření pro obchod a obchodování v USA."
- 1992: Doplněk k zákonu o spravedlivém balení a označování požadoval, aby potravinové štítky obsahovaly jak metrické, tak americké běžné jednotky.
- 2010: Doplněk z roku 1992 byl revidován, což umožnilo výrobcům dobrovolně používat pouze metrické jednotky pro označování.
- 2012: Odpověď Bílého domu na petici za povinnou metrickou konverzi naznačila, že federální úřady nemají v úmyslu nařídit její celostátní použití, zdůrazňujíc individuální volbu a skutečnost, že americké běžné jednotky jsou definovány v rámci metrického systému.
Velká Británie a metrická systém
- 1862: Začaly přípravy na konverzi na metrický systém a metrické jednotky se staly právně použitelné.
- 1965: Vláda představila desetiletý plán pro úplnou metrickou konverzi, která měla být dobrovolná s určitým subvencováním.
- 1969: Založen byl Metrický výbor, který měl podporovat a koordinovat přechod.
- 1980: Metrický výbor byl zrušen po změně vlády a povinná metrická konverze nebyla prosazována.
- 1989: Velká Británie se odhlásila od směrnice Evropské unie o jednotkách měření, opět se rozhodla, že použití metrických jednotek nebude povinné.
- 1995: Velká Británie dokončila svou oficiální částečnou přechodovou fázi, i když výjimky jako prodej piva na čepu, dopravní značení a rychloměry stále převážně používají imperiální jednotky.
- Po Brexitu: Nastalo určité hnutí mezi prodejci k návratu k imperiálním jednotkám.
Další běžné systémy jednotek
Ačkoli převažuje SI, historické a kulturní faktory znamenají, že jiné systémy zůstávají v významném použití. Naše nástroje usnadňují převody, které překonávají tyto rozdíly v měření.
Vlastní jednotky Spojených států (USCS)
Vlastní systém Spojených států se používá především pro komerční, společenské a osobní účely v USA, zatímco SI se používá ve vědeckých, lékařských, průmyslových, vládních a vojenských kontextech. USCS pochází z dřívějších anglických jednotek, ale od doby vzniku Imperial systému v roce 1824 se výrazně od něj odlišil.
Historie USCS
- 1824: Vytvoření Imperial systému ve Velké Británii znamenalo formální rozdělení od jednotkových systémů používaných v USA, což vedlo k rozdílům navzdory společným původům.
- 1893: Mendenhallův příkaz oficiálně redefinoval většinu vlastních jednotek USA v termínech metrů a kilogramů, čímž je spojil s definicemi SI.
- 1959: Mezinárodní dohoda o yardu a libře dále zpřesnila definice vlastních jednotek USA na základě metrických jednotek.
Běžné jednotky USCS
| Kategorie | Jednotka | Symbol | Přibližný ekvivalent SI |
|---|---|---|---|
| Délka | palec | in | 0.0254 meters |
| stopa | ft | 0.3048 meters | |
| yard | yd | 0.9144 meters | |
| míle | mi | 1609.344 meters | |
| Plocha | akr | 4046.873 m2 | |
| Obecný objem | krychlový palec | in3 | 0.0000164 m3 |
| krychlová stopa | ft3 | 0.0283 m3 | |
| krychlový yard | yd3 | 0.765 m3 | |
| Kapalinový objem | čajová lžička | tsp | 4.929 milliliters |
| polévková lžíce | tbsp | 14.787 milliliters | |
| tekutá unce | fl oz | 29.574 milliliters | |
| šálek | cp | 236.588 milliliters | |
| pinta | pt | 473.176 milliliters | |
| galon | gal | 3785.41 milliliters | |
| Suchý objem | suchá pinta | 550.610 milliliters | |
| suchý quart | 1,101.221 milliliters | ||
| suchý galon | 4,404.884 milliliters | ||
| Hmotnost/Masa | unce | oz | 28.350 grams |
| libra | lb | 453.592 grams | |
| krátká tuna | ton | 907.185 kilograms | |
| dlouhá tuna | long ton | 1,016.047 kilograms | |
| Teplota | stupně Fahrenheita | °F | (vědecké použití °C a K) |
Imperiální systém
Imperiální systém, také známý jako Britský imperiální systém, byl formálně definován v roce 1824 jako nástupce starších anglických jednotek. Ačkoli se Velká Británie částečně přeorientovala na SI, imperiální jednotky jsou stále běžně používány v každodenním životě a systém je také používán v Kanadě a některých bývalých zemích Britského impéria.
Ačkoli sdílí mnoho názvů jednotek s vlastním systémem USA, je důležité poznamenat, že skutečné hodnoty určitých jednotek, zejména objemů, se mohou lišit (například imperiální galon je větší než americký galon). Na rozdíl od USCS, imperiální systém obvykle nemá oddělené suché nebo kapalné objemy.
Historie imperiálního systému
- 1818: Diskuse o přijetí metrického systému začaly v britském parlamentu.
- 1824: Zákon o váhách a mírách stanovil imperiální systém, umožňující používat starší anglické jednotky, pokud byly jejich imperiální ekvivalenty označeny.
- 1965: Vláda Spojeného království oficiálně souhlasila s politikou podporující dobrovolnou metrickou konverzi.
- 1969: Výbor pro metrickou konverzi byl založen za účelem koordinace přechodu, ačkoliv byl později zrušen v roce 1980.
- 1989: Spojené království opět zvolilo, že nebude povinně zavádět metrické jednotky, čímž se vyhnulo směrnici Evropské unie o měrných jednotkách.
- 1995: Spojené království dokončilo svou oficiální částečnou přeměnu na metrický systém, s určitými výjimkami pro tradiční použití (například točené pivo, dopravní značky).
Běžné imperiální jednotky
| Kategorie | Jednotka | Symbol | Přibližný ekvivalent SI |
|---|---|---|---|
| Délka | palec | in | 0.0254 meters |
| stopa | ft | 0.3048 meters | |
| yard | yd | 0.9144 meters | |
| řetěz | ch | 20.1168 meters | |
| furlong | fur | 201.168 meters | |
| míle | mi | 1,609.344 meters | |
| liga | lea | 4,828.032 meters (3 miles) | |
| Plocha | perch | 25.293 m2 | |
| rood | 1011.714 m2 | ||
| akr | 4046.856 m2 | ||
| Objem | tekutá unce | fl oz | 28.413 milliliters |
| dýmka | gi | 142.065 milliliters | |
| pinta | pt | 568.261 milliliters | |
| quart | qt | 1,136.523 milliliters | |
| galon | gal | 4,546.09 milliliters | |
| Hmotnost/Masa | unce | oz | 28.350 grams |
| libra | lb | 453.592 grams | |
| kámen | st | 6.350 kilograms | |
| imperiální tuna | t | 1,016.047 kilograms |
Proč je nutná konverze jednotek?
Nepřetržité soužití různých systémů jednotek po celém světě zdůrazňuje nezbytnost konverze jednotek. Je klíčová pro:
- Globální komunikaci a spolupráci: Umožňuje plynulou výměnu informací a dat ve vědeckém výzkumu, inženýrských projektech a mezinárodním obchodu, bez ohledu na místní měřicí standardy.
- Zajištění přesnosti a bezpečnosti: Prevence nákladných chyb, nesprávných výpočtů a potenciálních rizik v kritických oblastech, jako je výroba, stavebnictví, letectví a zdravotnictví.
- Podpora mezinárodního obchodu: Standardizace specifikací a množství produktů přes hranice, zjednodušení dovozu a vývozu.
- Zvýšení každodenní praktičnosti: Pomáhá jednotlivcům pochopit recepty, vzdálenosti při cestování, velikosti produktů a další měření při setkání s různými systémy v každodenním životě.
Poskytováním dostupných nástrojů pro přesnou konverzi jednotek si tento zdroj klade za cíl zjednodušit tyto výzvy, učinit různá měření akceschopná a univerzálně srozumitelná.