Sistema Métrico

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Para una guía de actualidad para este tema, véase Esquema del sistema métrico .
"El sistema métrico es para todas las personas de todos los tiempos." ( Condorcet , 1791). Cuatro dispositivos de medición de todos los días que tienen calibraciones métricas: una cinta métrica calibrada en centímetros , un termómetro calibrado en grados centígrados , un kilogramo de peso, y una eléctrica multímetro que mide voltios , amperios y ohmios .

El sistema métrico es un acuerdo internacional decimal sistema de medidas que se basó originalmente en la mètre des Archives y el kilogramo des Archives presentado por Francia en 1799. Con los años, las definiciones del metro y el kilogramo se han refinado y el sistema métrico se ha ampliado para incorporar muchas más unidades. A pesar de una serie de variantes del sistema métrico surgió a finales del siglo XIX y principios del XX, el término ahora se utiliza a menudo como sinónimo de "SI" [nota 1] o el " Sistema Internacional de Unidades ", el funcionario del sistema de medida en casi todos los países del mundo.

El sistema métrico ha sido oficialmente aprobado para su uso en los Estados Unidos desde 1866, pero sigue siendo el único país industrializado que no ha adoptado el sistema métrico decimal como sistema oficial de medición. Muchas fuentes también citan Liberia y Birmania como los únicos otros países que no lo hayan hecho. Aunque el Reino Unido utiliza el sistema métrico para la mayoría de los propósitos oficiales, el uso del sistema imperial de medida , en particular en los sectores no regulados como el periodismo , está muy extendida.

Aunque los autores pretenden idear un sistema que era igualmente accesible a todos, resultó necesario el uso de prototipos de unidades bajo la custodia del gobierno u otras autoridades aprobadas como estándares. El control de las unidades prototipo de medida fue mantenida por el gobierno francés hasta 1875, cuando pasó a manos de una organización intergubernamental , la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM). [Nota 1] Ahora se espera que el último de estos prototipos puede ser retirado en 2014.

Desde su inicio, las principales características del sistema métrico son el conjunto estándar de inter-relacionados unidades de base y un conjunto estándar de los prefijos en potencias de diez. Estas unidades de base se utilizan para derivar las unidades más grandes y más pequeñas que podrían sustituir a un gran número de otras unidades de medida en existencia. Aunque el sistema fue desarrollado para el uso comercial, el desarrollo de coherentes unidades de medida hace que sea especialmente adecuado para la ciencia y la ingeniería.

El uso no coordinado del sistema métrico por diferentes disciplinas científicas y de ingeniería, sobre todo en el siglo 19, dio lugar a diferentes opciones de unidades fundamentales , a pesar de que todos se basan en las mismas definiciones del metro y el kilogramo . Durante el siglo 20, se hicieron esfuerzos para racionalizar estas unidades y en 1960 la CGPM publicaron el Sistema Internacional de Unidades que, desde entonces, ha sido el estándar internacionalmente reconocido sistema métrico.

Contenido

Características [ editar ]

Aunque el sistema métrico ha cambiado y evolucionado desde sus inicios, sus conceptos básicos apenas han cambiado. Diseñado para el uso transnacional, que consistía en un conjunto básico de unidades de medida, que ahora se conoce como unidades de base , unidades derivadas se construyen a partir de las unidades de base que utilizan las relaciones lógicas y no empírico, mientras que los múltiplos y submúltiplos de las unidades tanto de base y derivados fueron decimal- base e identificado por un conjunto estándar de los prefijos .

Universalidad [ edit ]

China, camino, señal listado distancias en una autopista en el este de Beijing . Aunque el texto principal se encuentra en China, las distancias utilizan caracteres internacionalmente reconocidos.

Con el estallido de la Revolución Francesa en 1789, la mayoría de los países, e incluso en algunas ciudades tenían su propio sistema de medición . A pesar de los diferentes países podrían haber utilizado unidades de medida con el mismo nombre, como el pie , o sus equivalentes en el idioma local, como de varios colores, alboroto y Voet, no hubo consistencia en la magnitud de esas unidades, ni en las relaciones con sus múltiplos y submúltiplos, [1] al igual que las diferencias de hoy en día entre los EE.UU. y el Reino Unido litros y galones . [2]

El sistema métrico fue diseñado para ser universal-en palabras del filósofo francés marqués de Condorcet que iba a ser "para todas las personas de todos los tiempos". [3] Fue diseñado para la gente común, los ingenieros que trabajaban en los derechos humanos relacionados mediciones y para los astrónomos y los físicos que trabajaban con números grandes y pequeños, de ahí la gran variedad de prefijos que ahora se han definido en el SI. [4]

Cuando el Gobierno francés investiga por primera vez la idea de reformar su sistema de medida, el concepto de universalidad se puso en práctica cuando, en 1789, Maurice de Talleyrand , que actúa en el consejo de Condorcet, invitó a John Riggs Miller , un parlamentario británico y Thomas Jefferson , el Secretario de Estado norteamericano a George Washington , para trabajar con los franceses en la producción de una norma internacional mediante la promoción de la legislación en sus respectivos órganos legislativos. Sin embargo, estas propuestas fracasaron y la custodia del sistema métrico quedaron en manos del gobierno francés hasta 1875. [5]

Nombres de las unidades son los nombres comunes y, aunque utilizan el juego de caracteres y siguen las reglas gramaticales de la lengua de que se trate, por ejemplo, " kilómetros "," kilómetro ", cada unidad tiene un símbolo que es independiente del lenguaje, por ejemplo" km "para" kilómetro "," V "de" V ", etc [6]

Múltiplos decimales [ edit ]

En el sistema métrico, múltiplos y submúltiplos de las unidades siguen un modelo decimal, [Nota 2] un concepto identificado como una posibilidad en 1586 por Simon Stevin , matemático flamenco que había introducido las fracciones decimales en Europa. [7] Esto se hace a costa de perder la simplicidad asociada con muchos sistemas tradicionales de unidades en las que la división por 3 o 4 no da lugar a fracciones torpes; por ejemplo, un tercio de un pie es de cuatro pulgadas, una simplicidad que en 1790 se debatió, pero rechazada por el . creadores del sistema métrico [8] En 1854, en la introducción de los Proceedings of the [US] Asociación Decimal, el matemático Augustus De Morgan , que se resumen las ventajas de un sistema basado en decimal estaban en un sistema que no es decimal así: " En las reglas simples de la aritmética , practicamos un sistema decimal puro, nada interrumpida por la entrada de cualquier otro sistema: de una columna a que nunca llevamos nada pero decenas ". [9]

Prefijos métricos en el uso diario
Texto Símbolo Factor
tera T 1 000 000 000 000
giga T 1 000 000 000
Mega M 1 000 000
kilo k 1 000
hecto h 100
(Ninguno) (Ninguno) 1
deci d 0.1
centi c 0.01
mili m 0.001
micro μ 0.000 001
nano n 0.000 000 001

Un conjunto común de prefijos decimal a base de que tienen el efecto de multiplicación o división por una potencia entera de diez se puede aplicar a las unidades que son demasiado grandes o demasiado pequeñas para el uso práctico. El concepto de usar clásica (consistentes latinos o griegos nombres) de los prefijos se propuso por primera vez en un informe de la [Revolución Francesa] Comisión de Pesos y Medidas 05 1793. [5] El prefijo kilo, por ejemplo, se usa para multiplicar la unidad en 1000, y el prefijo mili es para indicar una milésima de la unidad. Así, el kilogramo y kilómetro son mil gramos y metros respectivamente, y un miligramo y milimétricas son una milésima parte de un gramo y metros respectivamente. Estas relaciones se pueden escribir simbólicamente como: [4]

1 mg = 0,001 g
1 kilometro = 1,000 m

En los primeros días, los multiplicadores que eran potencias positivas de diez recibieron prefijos griegos derivados como kilo-y mega-, y los que eran potencias negativas de diez recibieron prefijos Latin derivados como centi-y mili-. Sin embargo, 1935 extensiones al sistema de prefijo no siguen esta convención, los prefijos de nano y micro, por ejemplo, utilizan prefijos con raíces griegas. [10] Durante el siglo 19 el prefijo Miria- , derivado de la palabra griega μύριοι (mýrioi ), fue utilizado como un multiplicador para 10 000 (10 4). [11]

Cuando la aplicación de prefijos de unidades derivadas de área y el volumen que se expresan en términos de unidades de longitud al cuadrado o al cubo, el cuadrado y los operadores de cubo se aplican a la unidad de longitud incluyendo el prefijo, como se ilustra aquí: [4]

1 2 mm (milímetro cuadrado) = (1 mm) 2 = (0,001 m) 2 = 0,000 001 m 2
1 kilometro 2 ( kilómetro cuadrado ) = (1 km) 2 = (1.000 m) 2 = 1 000 000 m 2
1 mm 3 (milímetro cúbico) = (1 mm) 3 = (0,001 m) 3 = 0,000 000 001 m 3
1 kilometros 3 (kilómetro cúbico) = (1 km) 3 = (1.000 m) 3 = 1 000 000 000 m 3

Los prefijos no se utilizan generalmente para indicar los múltiplos de un segundo de más de 1, las unidades ajenas al SI de minutos , horas y días se utilizan en su lugar. Por otro lado, se utilizan prefijos para múltiplos de la unidad no SI de volumen, el litro (l, L), tales como mililitros (ml) o kilolitros (kL). [4]

Realizabilidad y prototipos reproducibles [ edit ]

El metro se definió originalmente para ser una diez millonésima parte de la distancia entre el polo norte y el ecuador a través de París. [5]

Las unidades de base que se utilizan en el sistema métrico deben ser realizables , idealmente con referencia a naturales fenómenos únicos en lugar de artefactos . Cada una de las unidades básicas de SI va acompañada de una puesta en libre plática [realización práctica] publicado por el BIPM que describe en detalle al menos una manera en la que la unidad base se puede medir. [12] Siempre que sea posible, las definiciones de las unidades básicas se desarrolló de modo que cualquier laboratorio equipado con instrumentos adecuados sería capaz de darse cuenta de un estándar sin dependencia de un artefacto en poder de otro país. En la práctica, esta realización se lleva a cabo bajo los auspicios de un acuerdo de reconocimiento mutuo (MAA). [13]

Metro y el kilogramo [ edit ]

En la versión original del sistema métrico las unidades de base se podrían derivar de una longitud especificada (el metro) y el peso [masa] de un volumen especificado (1/1000 de un metro cúbico) de agua pura. Inicialmente, el Gobierno de facto francesa del día, la Asamblea Nacional de Constituante , considerado la definición del metro como la longitud de un péndulo que tiene un periodo de un segundo a 45 ° N y una altura igual al nivel del mar . La altitud y la latitud se especificaron para dar cabida a las variaciones de la gravedad , la latitud especificada fue un compromiso entre la latitud de Londres (51 ° 30 'N), Paris (48 ° 50'N) y la mediana paralela de los Estados Unidos (38 ° N) para dar cabida a variaciones. [5] Sin embargo, el matemático Borda convenció a la asamblea que una encuesta que tiene sus extremos a nivel del mar, y sobre la base de un meridiano que se extendió por lo menos el 10% de los cuadrantes de la Tierra podría ser más apropiado para esa base. [ 5]

Un litro es equivalente al volumen de un cubo con bordes de 10 cm y el kilogramo fue diseñado originalmente para ser un litro de agua en el punto de fusión del hielo . [14]

La tecnología disponible de la década de 1790 hizo imposible utilizar estas definiciones como la base del kilogramo y el metro, por lo prototipos que representaban estas cantidades la medida en que fue posible se han fabricado. El 22 de junio 1799 estos prototipos fueron adoptados como las piezas de referencia definitivos, depositados en el Archivo Nacionales y llegó a ser conocido como el mètre des Archives y el kilogramo des Archives . Las copias fueron hechas y distribuidas alrededor de Francia. [15] Estos artefactos fueron reemplazados en 1889 por unos nuevos prototipos fabricados bajo supervisión internacional. La medida en que fue posible, los nuevos prototipos eran copias exactas de los prototipos originales, sino que se utiliza una tecnología más adelante para asegurar una mejor estabilidad. Uno de cada uno de los kilos y metros prototipos fueron elegidos por sorteo para servir como pieza de referencia internacional definitiva y el resto se distribuye a los signatarios de la Convención del Metro . [16] En 1889 no había una teoría generalmente aceptada sobre la naturaleza de la luz, pero en 1960 la longitud de onda específica espectros de luz podría dar un valor más exacto y reproducible de un metro prototipo. En ese año el prototipo metros fue sustituido por una definición formal que define el metro en términos de la longitud de onda del espectro de luz especificada. En 1983, se aceptó que la velocidad de la luz era constante y que esta constante proporciona un más reproducible procedimiento para medir la longitud. Por tanto, el metro fue redefinido en términos de la velocidad de la luz. Estas definiciones dan una mejor reproducibilidad y también permiten que cualquier persona, en cualquier lugar con un laboratorio adecuado, para hacer un metro estándar. [17]

Otras unidades de base [ edit ]

Ninguna de las otras unidades de base depende de un prototipo - todos se basan en fenómenos que son directamente observables y que había estado en uso durante muchos años antes de convertirse formalmente en el sistema métrico.

La segunda primero se convirtió en una unidad de facto de base en el sistema métrico, cuando, en 1832, Carl Friedrich Gauss usó, el ​​centímetro y el gramo para expresar las unidades asociadas a los valores de las mediciones absolutas del campo magnético de la Tierra . [18] El segundo , si se basa en la rotación de la Tierra , no es una constante rotación de la Tierra se está desacelerando en 2008, el día solar fue 0,002 s más que en 1820. [19] Esto ha sido conocido desde hace muchos años y, en consecuencia, en 1952 la International Astronomical Unión (IAU) define el segundo en cuanto a la rotación de la Tierra en el año 1900. Las mediciones de tiempo se realizaron mediante la extrapolación de las lecturas sobre la base de la astronomía . Con el lanzamiento de la IS en 1960, la 11 ª CGPM adoptó la definición de la IAU. [20] En los años que siguieron, los relojes atómicos se convirtió en mucho más fiable y preciso, y en 1968 la 13 ª CGPM redefinido el segundo en términos de la frecuencia de una determinada frecuencia del espectro de emisión del cesio 133 átomo, un componente de los relojes atómicos. Esto proporcionó los medios para medir el tiempo asociado con fenómenos astronómicos en lugar de utilizar los fenómenos astronómicos como la base de la cual se hicieron mediciones de tiempo. [21] [22]

El CGS unidad absoluta de la corriente eléctrica , el abampere , había sido definido en términos de la fuerza entre dos cables portadores de corriente paralelas en 1881. [23] En la década de 1940, la Comisión Electrotécnica Internacional adoptó una MKS variante de esta definición del amperio que se adoptó en 1946 el CIPM . [21] [24] [25]

Temperatura siempre se ha basado en fenómenos observables-en 1744 el grado centígrado [Nota 3] se basó en los puntos de congelación y de ebullición del agua. [26] En 1948, la CGPM adoptó la escala Celsius, cambió el nombre a la "C" name escala de temperatura y lo definió en términos del punto triple del agua. [27]

Cuando el topo y la candela fueron aceptadas por la CGPM en 1971 y 1975 respectivamente, ambos habían sido definidos por parte de terceros en relación con los fenómenos en lugar de objetos. [28]

Coherencia [ edit ]

James Clerk Maxwell jugó un papel importante en el desarrollo del concepto de un sistema CGS coherente y en la ampliación del sistema métrico para incluir unidades eléctricas.

Cada variante del sistema métrico tiene un grado de coherencia-las diversas unidades derivadas estar directamente relacionados con las unidades de base sin la necesidad de factores de conversión intermedios. [29] Por ejemplo, en un sistema coherente las unidades de la fuerza , la energía y la potencia son elegido de manera que las ecuaciones

fuerza = masa x aceleración
energía = fuerza x distancia
energía = energía / hora

sostener sin la introducción de factores constantes. Una vez que se han definido un conjunto de unidades coherentes, otras relaciones de la física que utilizan las unidades serán automáticamente cierto. Por lo tanto de Einstein ecuación de masa-energía , E = mc 2, no exige constantes extraños cuando se expresa en unidades coherentes. [30]

El sistema CGS tenía dos unidades de energía, el erg que estaba relacionado con la mecánica y el calorías que estaba relacionado con la energía térmica por lo que sólo uno de ellos (el ERG) podría tener una relación coherente de las unidades de base. La coherencia era un objetivo de diseño de SI que resulta en una sola unidad de energía está definido - el joule . [21]

En SI, que es un sistema coherente, la unidad de potencia es el " vatios "que se define como" un joule por segundo ". [21] En el sistema de los EE.UU. habitual de medida, que es no coherente, la unidad de potencia es el " caballo de fuerza "que se define como" 550 libras-pie por segundo "(la libra en este contexto es la libra-fuerza ). [31] Del mismo modo, ni el galón EE.UU. ni el galón imperial es un pie cúbico o cúbico patio-galón EE.UU. es de 231 centímetros cúbicos y el galón imperial es 277.42 pulgadas cúbicas. [32]

El concepto de coherencia sólo se introdujo en el sistema métrico decimal en el tercer cuarto del siglo XIX, [33] en su forma original, el sistema métrico era no coherente-en particular, el litro fue de 0,001 m 3 y el son (de la que el hectárea deriva) fue de 100 m 2. Un precursor para el concepto de coherencia era sin embargo presente en que las unidades de masa y la longitud se relacionan unos con otros a través de las propiedades físicas del agua, el gramo de haber sido diseñado como la masa de un centímetro cúbico de agua a su punto de congelación. [34]

Historia [ editar ]

John Wilkins quien, en 1668, publicó un ensayo que propone un sistema decimal de medida

En 1586 el matemático flamenco Simon Stevin publicó un pequeño folleto titulado De Thiende ("la décima"). Las fracciones decimales se han empleado para la extracción de raíces cuadradas unos cinco siglos antes de su tiempo, pero nadie utiliza números decimales en la vida cotidiana. Stevin declaró que el uso de decimales fue tan importante que la introducción universal de pesos decimales, medidas y monedas era sólo cuestión de tiempo. [7]

Una de las primeras propuestas de un sistema decimal en el que la longitud , área , volumen y masa estaban vinculados entre sí fue realizado por John Wilkins , primer secretario de la Royal Society de Londres en 1668 su ensayo " Un ensayo hacia un personaje real y un lenguaje filosófico ". Su propuesta utiliza un péndulo que tenía un ritmo de una sola segundo, como la base de la unidad de longitud. [35] [36] [37] Dos años más tarde, en 1670, Gabriel Mouton , un abad francés y científico, propuso un sistema decimal de la longitud sobre la base de la circunferencia de la Tierra. Su sugerencia fue que una unidad, el milliare, se define como un minuto de arco a lo largo de un meridiano. Luego sugirió un sistema de sub-unidades, dividiendo sucesivamente por factores de diez en la centuria, decuria, virga, virgula, decima, centesima y Millesima. Sus ideas atrajeron el interés de la época, y fueron apoyados tanto por Jean Picard y Christiaan Huygens en 1673, y estudió en la Royal Society de Londres. En el mismo año, Gottfried Leibniz hizo independiente propuestas similares a las de Mouton. [38]

En la Europa pre-revolucionaria, cada estado tiene su propio sistema de unidades de medida. [1] Algunos países, como España y Rusia, vio las ventajas de la armonización de sus unidades de medida con las de sus socios comerciales. [39] Sin embargo, los intereses creados que se beneficiaron de las variaciones en las unidades de medida se opusieron a esto. Esto era particularmente frecuente en Francia, donde la enorme inconsistencia en el tamaño de las unidades de medida fue una de las causas que, en 1789, condujeron al estallido de la Revolución Francesa . [3] Durante los primeros años de la revolución, sabios [Nota 4] como el marqués de Condorcet , Pierre-Simon Laplace , Adrien-Marie Legendre , Antoine Lavoisier y Jean-Charles de Borda estableció una Comisión de Pesos y Medidas. La Comisión es de la opinión de que el país debe adoptar un sistema completamente nuevo de la medida sobre la base de los principios de la lógica y los fenómenos naturales. La lógica dictaba que tal sistema debe basarse en la base utilizada para el recuento. Su informe de marzo de 1791 la Asamblea Nacional Constituyente consideró, pero rechazó la opinión de que un Lapace duodecimal sistema de conteo debe reemplazar el sistema decimal existente; Lagrange al considerar este sistema estaba destinado a fracasar prevalecido. Recomendación final de la comisión fue que la asamblea debe promover un sistema basado en decimal de medida. Los dirigentes de la Asamblea aceptó la opinión de la comisión. [8] [5]

Inicialmente, Francia trató de trabajar con otros países para la adopción de un conjunto de unidades de medida. [5] Entre los partidarios de ese sistema internacional de unidades fue Thomas Jefferson quien, en 1790, presentó un documento de plan para el establecimiento de uniformidad en el Monedas, Pesos y Medidas de los Estados Unidos al Congreso, en el que abogaba por un sistema decimal que utiliza los nombres tradicionales de las unidades (por ejemplo, diez pulgadas por pie). [40] El informe fue examinado pero no aprobada por el Congreso. [41]

Grabado en madera del 1800 que ilustra las nuevas unidades decimales que se convirtieron en la norma legal en toda Francia el 04 de noviembre 1800

Sistema métrico Original [ edit ]

La ley francesa del 18 Germinal, Año III (7 de abril de 1795) definió cinco unidades de medida: [34]

  • El mètre de longitud
  • El son (100 m 2) para el área [de la tierra]
  • El stère (1 m 3) para el volumen de apilado [42] leña
  • El litro (1 dm 3) para los volúmenes de líquido
  • El programa para la masa.

Este sistema continuó con la tradición de contar con unidades de base separadas para las dimensiones geométricas relacionadas, por ejemplo, mètre para longitudes, son (100 m 2) para las áreas, stère (1 m 3) para capacidades secos y litros (1 dm 3) para capacidades de líquidos . La hectárea , equivalente a cien ares , el área de un cuadrado de 100 metros de lado (unos 2,47 acres ), está todavía en uso. El sistema métrico temprana incluyó sólo algunos prefijos de milisegundos (un milésimo) a Miria (diez mil). [34]

Originalmente, el kilogramo , que se define como uno pinte (luego rebautizado litros) de agua en el punto de fusión del hielo, fue llamado de la tumba, y el programa es un nombre alternativo para una milésima de una tumba. Sin embargo, la palabra profunda, siendo un sinónimo para el título de " conde "tenía connotaciones aristocráticas y pasó a llamarse el kilogramo. [14] El nombre fue sugerido por mètre Augustse-Savinen Leblond 05 1790. [43]

Francia adoptó oficialmente el sistema métrico el 10 de diciembre 1799. A pesar de que se decretó que su uso iba a ser obligatoria en París ese año y en las provincias el año siguiente, el decreto no fue universalmente observada a través de Francia. [44]

La adopción internacional [ editar ]

Las áreas que fueron anexados por Francia durante la época napoleónica heredaron el sistema métrico. En 1812 Napoleón introdujo un sistema conocido como usuelles mesures que utilizan los nombres de las unidades pre-métricas de medida, sino que las define en términos de unidades métricas - por ejemplo, la libra Métrique (libras métrico) fue de 500 gy el toise Métrique (métrica comprender) fue de 2 metros. [45] Después del Congreso de Viena en 1815, Francia perdió los territorios que había anexado, y algunos, como los Estados Pontificios vuelto a sus unidades de pre-revolucionarios de medida, otros, como Baden adoptó una modificación versión de la mesures usuelles, pero Francia mantuvo su sistema de medida intacta. [46]

En 1817 los Países Bajos volvió a introducir el sistema métrico, pero utiliza nombres pre-revolucionarios , por ejemplo 1 centímetro se convirtió en el duim (pulgar), los complementos (oz) se convirtieron en 100 g, etc. [47] Algunos estados alemanes adoptado sistemas similares [46 ] [48] y en 1852 el alemán Zollverein (unión aduanera) adoptó el zollpfund (libras costumbres) de 500 g para el comercio dentro del estado. [49] En 1872, el recién formado Imperio alemán adoptó el sistema métrico decimal como sistema oficial de pesos y medidas [50] y el recién formado Reino de Italia, del mismo modo, siguiendo el ejemplo dado por el Piamonte , adoptó el sistema métrico decimal en 1861. [51]

La Exposición Universal (1867) (Exposición de París) dedicó un soporte para el sistema métrico y en 1875 dos tercios de la población europea y cerca de la mitad de la población mundial había adoptado el sistema métrico. En 1872 los principales países europeos sólo no han adoptado el sistema métrico eran Rusia y el Reino Unido. [52]

En 1920 los países que comprenden el 22% de la población mundial, principalmente de habla Inglés, utiliza el sistema imperial. 25% utiliza principalmente el sistema métrico y el 53% restante utiliza ni [44]

En 1927, varios millones de personas en los Estados Unidos enviaron más de 100.000 peticiones respaldadas por la Asociación Métrica y la Federación General de Clubes de la Mujer instó al Congreso a adoptar el sistema métrico. La petición fue rechazada por la industria manufacturera, citando el costo de la conversión. [53]

Normas internacionales [ editar ]

En 1861, un comité de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia (BAAS) incluyendo William Thomson (más tarde Lord Kelvin ), James Clerk Maxwell y James Prescott Joule introdujo el concepto de un sistema coherente de unidades basado en el metro, el gramo y el segundo, que, en 1873, se amplió para incluir a las unidades eléctricas. [54] [55]

El 20 de mayo 1875 un tratado internacional conocido como la Convention du Metre ( Convención del Metro ) [56] fue firmado por 17 estados. Este tratado estableció las siguientes organizaciones para llevar a cabo las actividades internacionales relativas a un sistema uniforme para la medición: [57]

En 1881 Primer Congreso Internacional Eléctrica adoptó las recomendaciones BAAS en unidades eléctricas, seguidas de una serie de congresos en los que se definen otras unidades de medida y la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) se creó con la misión específica de supervisar las unidades eléctricas de medida. [58] Esto fue seguido por el Congreso Internacional de Radiología (ISR) que, en su reunión inaugural en 1926, inició la definición de las unidades radiológicas relacionadas de medida. [59] En 1921, la Convención del Metro se amplió a todas las unidades de medida, no sólo la longitud y la masa y en 1933 el octavo CGPM decidió trabajar con otros organismos internacionales para acordar las normas para las unidades eléctricas que podrían estar relacionados de nuevo a los prototipos internacionales. [60] Desde 1954, el CIPM comité que supervisa la definición de unidades de medición, el Comité Consultivo de Unidades , [Nota 5] cuenta con representantes de varias organizaciones internacionales, como la ISR, IEC y la ISO , bajo la presidencia del CIPM. [61]

Variantes [ editar ]

Un número de variantes del sistema métrico evolucionado, todo ello utilizando el Metro des Archives y Kilogramo des Archives (o sus descendientes) en sus unidades básicas, pero que difieren en las definiciones de las diferentes unidades derivadas.

Las variantes del sistema métrico
Cantidad CGS MKS MTS
distancia, el desplazamiento,
longitud, altura, etc
(D, x, l, h, etc)
centímetro (cm) metros (m) metro
masa (m) gramo (g) kilogramo (kg) tonelada (t)
tiempo (t) segundo (s) segundo segundo
velocidad, velocidad (v, v) cm / s m / s m / s
aceleración (a) gal (Gal) m / s 2 m / s 2
fuerza (F) dina (dyn) newton (N) sthene (sn)
la presión (P o P) barye (Ba) pascal (Pa) pieze (pz)
energía (E, Q, W) erg (erg) joule (J) kilojulios (kJ)
potencia (P) erg / s watt (W) kilowatt (kW)
viscosidad (μ) poise (p) Pa • s pz • s

Centímetro-gramo-segundo sistemas [ edit ]

El programa centímetro segundo sistema de unidades (CGS) fue el primer sistema métrico coherente, después de haber sido desarrollado en la década de 1860 y promovido por Maxwell y Thomson. En 1874, este sistema fue promovido oficialmente por la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia (BAAS). [18] Las características del sistema son que la densidad se expresa en g / cm 3, la fuerza se expresa en dinas y la energía mecánica en ergs . La energía térmica se definió en calorías , una caloría es la energía necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua de 15,5 ° C a 16,5 ° C. En la reunión también propuso dos conjuntos de unidades de las propiedades eléctricas y magnéticas -. el conjunto de unidades electrostáticas y electromagnéticas conjunto de unidades [62]

Metro-kilogramo-segundo sistemas [ edit ]

Las unidades CGS de electricidad eran engorrosos para trabajar. Esto ha sido corregido en el 1893 Congreso Internacional Eléctrica celebrada en Chicago por definir el "internacional" amperios y ohmios definiciones utilizando basado en el metro , kilogramo y segundo . [63] En 1901, Giovanni Giorgi demostró que mediante la adición de una unidad eléctrica como una cuarta unidad de base, las diversas anomalías en los sistemas electromagnéticos podría resolverse. El metro-kilogramo-segundo- coulomb (MKSC) y metro-kilogramo-segundo- amperios sistemas (MKSA) son ejemplos de tales sistemas. [64]

El Sistema Internacional de Unidades (Sistema Internacional de Unidades o SI) es el sistema métrico estándar internacional actual y también es el sistema más utilizado en todo el mundo. Es una extensión de MKSA sistema-sus unidades básicas de Giorgi son el metro, kilogramo, segundo, amperio, kelvin , candela y mol . [21]

Metro-toneladas-segunda sistemas [ edit ]

El metro-tonelada-segundo sistema de unidades (MTS) se basó en el metro, tonelada y segundo - la unidad de la fuerza fue el sthène y la unidad de presión fue la pièze . Fue inventado en Francia para uso industrial y 1933-1955 se utilizó tanto en Francia como en la Unión Soviética . [58] [65]

Sistemas gravitatorios [ edit ]

Sistemas métricos gravitacionales utilizan la fuerza kilogramo (kilopondio) como unidad de base de la fuerza, con la masa se ​​mide en una unidad conocida como la hyl , Technische Mass Einheit (TME), la taza o babosa métrica . [66] A pesar de la CGPM adoptó una resolución en 1901 que define el valor estándar de la aceleración debida a la gravedad que 980.665 cm / s 2, unidades gravitacionales no son parte del Sistema Internacional de Unidades (SI). [67]

Sistema Internacional de Unidades [ edit ]

La 9 ª CGPM se reunió en 1948, tres años después del final de la Segunda Guerra Mundial y quince años después de la 8 ª CGPM. En respuesta a las peticiones formales hechas por la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada y por el Gobierno francés para establecer un sistema práctico de unidades de medida, la CGPM pidió al CIPM para preparar recomendaciones para tal sistema, susceptible de ser adoptado por todos los países que se adhieren de la Convención del Metro. La recomendación también catalogado símbolos de las más importantes MKS y CGS de unidades de medida, y por primera vez, la CGPM formuló recomendaciones acerca de las unidades derivadas. [68] Al mismo tiempo, la CGPM adoptó formalmente una recomendación para la escritura y la impresión de los símbolos de la unidad y de números. [69]

Proyecto de propuesta del CIPM, que era una extensa revisión y simplificación de las definiciones métricas unidades, símbolos y terminología basados ​​en el sistema MKS de unidades, se puso a la 10 ª CGPM en 1954. De acuerdo con las propuestas de 1901 de Giorgi, el CIPM recomendó también que el amperaje sea la base de la que se derivan las unidades electromecánicas. Las definiciones de los ohmios y V que habían estado previamente en uso se descartaron y estas unidades se convirtieron en unidades derivadas basadas en el metro, amperio, el segundo y el kilogramo. Después de las negociaciones con la Comisión Internacional de Alumbrado (CIE) [nota 1] y la IUPAP, dos unidades base adicionales, el grado kelvin y la candela se propusieron también como unidades de base. [70] El sistema completo y el nombre de "Sistema Internacional de Unidades "fueron adoptadas en la 11 ª CGPM en octubre de 1960. [71] Durante los años que siguieron a la definición de las unidades de base y sobre todo la puesta en libre plática a darse cuenta de estas definiciones se han ido perfeccionando. [72]

La definición formal del Sistema Internacional de Unidades (SI), junto con las resoluciones conexas aprobadas por la CGPM y del CIPM son publicados por el BIPM en forma de folleto a intervalos regulares. La octava edición del folleto Le Système International d'Unités-El Sistema Internacional de Unidades se publicó en 2006 y está disponible en Internet. [73] En octubre de 2011, en ​​la 24 ª CGPM propuestas se hicieron para cambiar las definiciones de cuatro de las unidades de base. Estos cambios no deben afectar a la persona promedio. [74]

Relacionar SI al mundo real [ edit ]

Aunque SI, según lo publicado por la CGPM, debería, en teoría, satisfacer todas las necesidades del comercio, la ciencia y la tecnología, algunas unidades de medida han adquirido una posición dentro de la comunidad mundial de que es probable que se van a utilizar durante muchos años venir. Con el fin de que tales unidades se utilizan consistentemente en todo el mundo, la CGPM catalogado tales unidades en las Tablas 6 a 9 del folleto SI. Estas categorías son las siguientes: [75]

  • Unidades ajenas al SI aceptadas para su uso con el Sistema Internacional de Unidades (Tabla 6). Esta lista incluye el del centro [no coherentes] unidades métricas horas y los minutos, las medidas angulares (grados, minutos y segundos de arco), y el litro , tonelada y hectárea (inicialmente aprobado por la CGPM en 1879)
  • Unidades ajenas al SI, cuyos valores en unidades SI deben ser obtenidos experimentalmente (tabla 7). Esta lista incluye diversas unidades de medida utilizados en la física atómica y nuclear y en la astronomía como el dalton , la masa del electrón , el electrón voltios , la unidad astronómica y un número de otras unidades de medida que están bien establecidos, pero dependiente de experimentalmente -determinar las cantidades físicas.
  • Otras unidades ajenas al SI (Tabla 8). Esta lista de catálogos de varias unidades de medida que se han utilizado a nivel internacional en determinados ámbitos bien definidos, incluyendo el bar de presión, los ångström de la física atómica , la milla náutica y nudo en la navegación .
  • Las unidades no SI asociados con el CGS y el sistema CGS-Gaussiano de unidades (Tabla 9). En esta tabla se cataloga una serie de unidades de medida basado en el sistema CGS y que data del siglo XIX. Ellos aparecen con frecuencia en la literatura, pero su uso continuado es desalentada por la CGPM.

Uso de todo el mundo [ editar ]

Países por fecha de conversión al sistema métrico. Colores rojo a verde muestra el patrón de la conversión al sistema métrico 1795-1998. Negro identifica a los países que no han adoptado el sistema métrico decimal como sistema de medida primaria. Blanco identifica los países que ya utilizan el sistema métrico en el momento en que obtuvieron su independencia

El uso del sistema métrico varía en todo el mundo. De acuerdo con la Agencia Central de Inteligencia EE.UU. Factbook (2007), el Sistema Internacional de Unidades ha sido adoptado como el sistema oficial de pesos y medidas de todas las naciones del mundo a excepción de Birmania , Liberia y Estados Unidos , [76] mientras que NIST tiene identificado los Estados Unidos es el único país industrializado donde el sistema métrico no es el sistema oficial de unidades. [77] Sin embargo, los informes publicados desde 2007 poseen esta ya no es el caso de Liberia o Myanmar. [78] Un Agence France-Presse informe a partir de 2010 declaró que Sierra Leona había aprobado una ley para reemplazar el sistema imperial al sistema métrico alineando así su sistema de unidades de medida con las utilizadas la Unión del Río Mano (MRU) vecinos Guinea y Liberia. [Nota 6] [79] Informes de Birmania indican que ese país también tiene previsto adoptar el sistema métrico. [80]

En las unidades métricas Estados Unidos, autorizado por el Congreso en 1866, [81] se utilizan ampliamente en la ciencia militar, y en parte en la industria, pero las unidades tradicionales predominan en el uso doméstico. En las tiendas el litro es una unidad utilizada para el volumen, sobre todo en las botellas de bebidas y miligramos se utiliza para denominar a las cantidades de medicamentos, en lugar de granos. [82] [83] Por otro lado se utilizan unidades no métricas en ciertos ambientes regulados tales como millas náuticas y nudos en la aviación internacional.

En los países de la Mancomunidad Británica de Naciones del sistema métrico ha sustituido el sistema imperial por diversos grados: Australia , Nueva Zelanda y los países de la Commonwealth en África son casi totalmente métrica, la India es principalmente métrica , Canadá es parte métrica , mientras que en el Reino Unido la métrica sistema , el uso de los cuales primero fue permitido para el comercio en 1864, se utiliza en muchos negocios del gobierno, en la mayoría de industrias, incluyendo la construcción, la salud y la ingeniería y de fijación de precios por la medida o el peso en la mayoría de situaciones de comercio, tanto al por mayor y al por menor. [84] Sin embargo, el sistema imperial se utiliza a menudo por periodistas y continúa para ser utilizado en muchas aplicaciones no regulados. [85] [86]

Algunos otros países, como Hong Kong, tienen leyes que ordena o permite otros sistemas de medida en paralelo con el sistema métrico decimal en algunos o todos los contextos. [87]

Las variaciones en la ortografía [ edit ]

Los símbolos del SI para las unidades métricas se pretende que sean idénticos, con independencia de la lengua utilizada [6] , pero nombres de las unidades son los nombres comunes y utilizan el juego de caracteres y siguen las reglas gramaticales de la lengua en cuestión. Por ejemplo, el símbolo de la unidad SI de kilómetros es "km" en todas partes del mundo, a pesar de que la palabra de la lengua local para el nombre de la unidad puede variar. Variantes de idioma para el nombre de la unidad kilometros incluyen: chilometro (italiano), Kilómetro (alemán), [Nota y Километр (Rusia). [88] [89]

Las variaciones también se encuentran con la ortografía de los nombres de unidades en los países que utilizan el mismo lenguaje, incluyendo diferencias en Inglés americano y ortografía británica . Por ejemplo metros y litros se utilizan en los Estados Unidos, mientras que metros y litros se utilizan en otros países de habla Inglés. Además, la ortografía oficial de EE.UU. para el poco usado prefijo SI por diez es deka. En Inglés Americano de la tonelada métrica plazo es el uso normal, mientras que en otras variedades de toneladas Inglés es común. Gram también a veces deletreado programa en países de habla Inglés fuera de los Estados Unidos, aunque este uso está en declive mayor. [90]

Incidentes de conversión y cálculo [ edit ]

El doble uso de o la confusión entre el sistema métrico y no métrico se ha traducido en una serie de incidentes graves. Estos incluyen:

  • Volar un avión de American International Airways sobrecargado de Miami , Florida a Maiquetia , Venezuela el 26 de mayo de 1994. El grado de sobrecarga fue consistente con personal de tierra el supuesto de que las marcas de peso en kilogramos de carga se libra. [91]
  • En 1999, el Instituto para el Uso Seguro de los Medicamentos informó que la confusión entre los granos y gramos llevó a un paciente que recibió fenobarbital 0,5 gramos en lugar de 0.5 granos (0,03 gramos), después de que el médico interpretó mal la receta. [92]
  • El "Canadian Gimli Glider "accidente en 1983, cuando un Boeing 767 jet se quedó sin combustible en pleno vuelo debido a dos errores cometidos en el cálculo del suministro de combustible de Air Canada primer avión 's de usar el sistema métrico: mecánica calculó mal la cantidad de de combustible requerido por la aeronave como resultado de su falta de familiaridad con las unidades métricas. [93]
  • La causa principal de la pérdida en 1999 de la NASA 's EE.UU. $ 125 millones Mars Climate Orbiter , que se estrelló en Marte era una falta de correspondencia de las unidades - los ingenieros espaciales calculan el empuje fuerzas necesarias para los cambios de velocidad que utilizan las unidades de EE.UU. (lbf • s), mientras que la equipo que construyó los impulsores esperaban un valor en unidades métricas (N • s) de acuerdo con las especificaciones acordadas. [94] [95]

Conversión entre las unidades existentes SI y [ edit ]

Durante su evolución, el sistema métrico ha adoptado muchas unidades de medida. La introducción de la IS racionalizado tanto la forma en que se definen las unidades de medida y también la lista de unidades en uso. Estos están catalogados en el folleto oficial de SI. [21] La siguiente tabla muestra las unidades de medida en este catálogo y muestra los factores de conversión que los conectan con las unidades equivalentes que estaban en uso en la víspera de la aprobación del SI. [96 ] [97] [98] [99]

Cantidad Dimensión Unidad SI y el símbolo Unidad de herencia y el símbolo Conversión
factor
Tiempo T segundo (s) segundo (s) 1
Longitud L metros (m) centímetro (cm)
ångström (Å)
0.01
10 -10
Masa M kilogramo (kg) gramo (g) 0.001
Corriente eléctrica Yo ampere (A) ampere internacional
abampere o biot
statampere
1.000022
10.0
3.335641 × 10 -10
Temperatura \ Theta kelvin (K)
grados Celsius (° C)
centígrados (° C) [K] = [° C] + 273.15
1
Intensidad luminosa J candela (cd) vela internacional 0.982
Cantidad de sustancia N mol (mol) Ninguna unidad de herencia n / a
Área L ^ 2 metros cuadrados (m 2) son (son) 100
Aceleración LT ^ {-2} (M • s -2) gal (galones) 10 -2
Frecuencia T ^ {-1} hercios (Hz) ciclos por segundo 1
Energía L ^ 2MT ^ {-2} joule (J) erg (erg) 10 -7
Potencia L ^ 2MT ^ {-3} watt (W) (Erg / s)
caballos de fuerza (HP)
Pferdestärke (PS)
10 -7
745,7
735,5
Fuerza LMT ^ {-2} newton (N) dina (dyn)
sthene (sn)
kilopondio (kp)
10 -5
10 3
9.80665
Presión L ^ {-1} MT ^ {-2} pascal (Pa) barye (Ba)
pieze (pz)
atmósfera (a)
0.1
10 3
1,01325 × 10 5
La carga eléctrica Informática coulomb (C) abcoulomb
statcoulomb o franklin
10
3.335641 × 10 -10
Diferencia de potencial L ^ 2MT ^ {-3} I ^ {-1} voltios (V) tensión internacional
abvolt
statvolt
1.00034
10 -8
2.997925 × 10 2
Capacidad L ^ {-2} M ^ {-1} T ^ 4E ^ 2 faradio (F) abfarad
statfarad
10 9
1.112650 × 10 -12
Inductancia L ^ 2MT ^ {-2} I ^ {-2} henry (H) Abhenrio
stathenry
10 -9
8.987552 × 10 11
La resistencia eléctrica L ^ 2MT ^ {-3} I ^ {-2} ohm (Ω) ohm internacional
abohm
statohm
1.00049
10 -9
8.987552 × 10 11
Conductancia eléctrica L ^ {-2} M ^ {-1} T ^ 3I ^ 2 siemens (S) mho internacional (℧)
abmho
statmho
0.99951
10 9
1.112650 × 10 -12
Flujo magnético L ^ 2MT ^ {-2} I ^ {-1} weber (Wb) Maxwell (Mx) 10 -8
Densidad de flujo magnético MT ^ {-2} I ^ {-1} tesla (T) gauss (G) 1 × 10 -4
Intensidad de campo magnético IL ^ {-1} (A / m) Oersted (Oe) 10 3 / 4π = 79,57747
Viscosidad dinámica ML ^ {-1} T ^ {-1} (Pa • s) equilibrio (P) 0.1
Viscosidad cinemática L ^ 2T ^ {-1} (2 m • s -1) stokes (St) 10 -4
Flujo luminoso J lumen (lm) stilb (sb) 10 4
Iluminancia JL ^ {-2} lux (lx) Phot (ph) 10 4
[Radiactivos] actividad T ^ {-1} becquerel (Bq) Curie (Ci) 3,70 × 10 10
[De radiación] dosis absorbida L ^ 2T ^ {-2} gray (Gy) roentgen (R)
rad (rad)
≈ 0.01 [Nota 8]
0.01
La dosis de radiación equivalente L ^ 2T ^ {-2} sievert roentgen equivalent man (rem) 0.01
La actividad catalítica NT ^ {-1} katal (kat) Ninguna unidad de herencia n / a

El Folleto de SI también cataloga ciertas unidades ajenas al SI que son ampliamente utilizados en la SI en los asuntos de la vida o de las unidades que se definen con exactitud los valores en unidades SI cotidiana y que se utilizan en circunstancias especiales para satisfacer las necesidades de los comerciales, legales, o intereses científicos especializados. Estas unidades incluyen: [21]

Cantidad Dimensión Unidad y el símbolo Equivalencia
Masa M tonelada (t) 1,000 kg
Área L ^ 2 hectárea (ha) 0,01 kilometros 2
10 4 m 2
Volumen L ^ 3 litros (L o L) 0.001 m 3
Tiempo T minuto (min)
horas (h)
días (d)
60 s
3600 s
86400 s
Presión L ^ {-1} MT ^ {-2} bar 100 kPa
Ángulo plano ninguno grado (°)
minutos ()
segundos (")
/ 180) rad
/ 10800) rad
/ 648000) rad

La evolución futura [ edit ]

Las relaciones entre las definiciones propuestas unidades SI (en color) y con siete constantes fundamentales de la naturaleza (en gris) con valores numéricos fijos en el sistema propuesto.

Después de que el metro fue redefinido en 1960, el kilogramo es la única unidad básica del SI que se basaba en un artefacto específico. Después de las calibraciones 1996-1998 se observó una clara divergencia entre los kilogramos nacionales prototipos internacionales y diversos. [100]

En la 23 ª CGPM (2007), el CIPM recibió el mandato de investigar el uso de constantes naturales como base para todas las unidades de medida en lugar de los artefactos que entonces estaban en uso. En una reunión del CCU celebró en Reading, Reino Unido en septiembre de 2010, una resolución [101] y los proyectos de cambios en el folleto de la IS que iban a ser presentado a la próxima reunión de la CIPM en octubre de 2010 se acordó en principio. [ 74] La CCU propone

La reunión CIPM en octubre de 2010 encontró que "las condiciones establecidas por la Conferencia General en su 23 ª reunión aún no se han cumplido plenamente. Por esta razón, el CIPM no propone una revisión de la SI en el momento actual". [102] El CIPM no obstante patrocine una resolución en la 24 ª CGPM en la que los cambios se acordaron en principio y que se espera que finalice en la 25a CGPM en 2014. [103]

Véase también [ editar ]

Notas [ editar ]

  1. ^ a b c d e f Las siguientes abreviaturas se toman de los franceses en lugar de los textos en inglés:
  2. ^ unidades ajenas al SI de tiempo y medición de ángulo plano, heredados de los sistemas existentes, son una excepción a la regla decimal multiplicador
  3. ^ Ahora se llama el grado Celsius
  4. ^ - Una persona muy erudito o académico Diccionario Oxford de Inglés
  5. ^ La CCU se creó en 1964 para sustituir a la Comisión para el Sistema de Unidades-una comisión creada en 1954 para asesorar en la definición de SI.
  6. ^ Según la Agence France-Presse informe (2010) Liberia fue métrica, pero Sierra Leona no fue métrica, una declaración de que entraba en conflicto con la afirmación de la CIA (2007).
  7. ^ En alemán todos los nombres comienzan con una letra mayúscula
  8. ^ Roentgen es una medida de la ionización (carga por unidad de masa), no de la dosis absorbida, por lo que no hay factor de conversión bien definido. Sin embargo, un campo de radiación de rayos gamma que produce 1 roentgen de ionización en el aire seco sería depositar 0,0096 gris en el tejido blando, y entre 0,01 y 0,04 grises en el hueso. Puesto que esta unidad se utiliza a menudo en los detectores de radiación, un factor de 0,01 se puede utilizar para convertir el detector de lectura en roentgen a la dosis absorbida aproximado en grises.

Referencias [ editar ]

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