Метрическая система. Метрическая система мер

Международная система единиц - это структура, в основе которой лежит использование показателей массы в килограммах и длины в метрах. С самого ее возникновения существовали различные её варианты. Различие между ними заключалось в выборе основных показателей. На сегодняшний день многими странами используются единицы измерения в В ней элементы являются одинаковыми для всех государств (исключение составляют США, Либерия, Бирма). Эта система достаточно широко применяется в разных сферах - от повседневной жизни до научных исследований.

Особенности

Метрическая система мер - это упорядоченный набор параметров. Это существенно отличает ее от используемых ранее традиционных способов определения тех или иных единиц. Для обозначения любой величины метрическая система мер использует лишь один основной показатель, величина которого может изменяться в кратных долях (достигается применением десятичных приставных элементов). Главное преимущество при таком подходе заключается в более простом использовании. При этом устраняется огромное количество разных ненужных единиц (футы, мили, дюймы и другие).

Временные параметры

На протяжении длительного периода со стороны ряда ученых предпринимались попытки представить время в метрических единицах измерения. Предлагалось разделить сутки на более мелкие элементы - миллисутки, а углы - на 400 градов или принимать полный цикл оборота за 1000 миллиоборотов. Со временем из-за неудобства в использовании пришлось отказать от этой идеи. Сегодня время в СИ обозначается посредством секунд (состоят из миллисекунд) и радиан.

История возникновения

Считается, что современная метрическая система мер родилась во Франции. В период с 1791 по 1795 в этой стране был принят рад важнейших законодательных актов. Они были направлены на определение статуса метра - одной десятимиллионной доли 1/4 меридиана от экватора до Северного полюса. 4 июля 1837 года приняли специальный документ. Согласно ему, было официально утверждено обязательное использование элементов, из которых состояла метрическая система мер, во всех экономических сделках, осуществляемых на территории Франции. В дальнейшем принятая структура начала распространяться на соседние страны Европы. Ввиду своей простоты и удобства, метрическая система мер постепенно вытеснила большинство национальных, используемых ранее. Также её допустимо использовать в США и Великобритании.

Основные величины

За длины основатели системы, как было уже отмечено выше, взяли метр. Элементом массы стал грамм - вес одной миллионной м 3 воды при ее стандартной плотности. Для более удобного применения единиц новой системы создатели придумали способ сделать их более доступными - путем изготовления эталонов из металла. Эти модели выполнены с идеальной точностью воспроизведения величин. Где находятся эталоны метрической системы, будет сказано ниже. В дальнейшем при использовании этих моделей люди осознали, что сравненивать искомое значение с ними гораздо проще и удобнее, чем, например, с четвертью меридиана. При этом, определяя массу искомого тела, стало очевидно, что оценивать её по эталону гораздо удобнее, чем по соответствующему количеству воды.

"Архивные" образцы

Постановлением Международной комиссии в 1872-м году был принят за эталон измерения длины специально изготовленный метр. Тогда же члены комиссии решили принимать за эталон особый килограмм. Он был изготовлен из сплавов платины и иридия. "Архивные" метр и килограмм находятся на постоянном хранении в Париже. В 1885-м году, 20-го мая, представителями семнадцати стран была подписана особая Конвенция. В рамках ее была регламентирована процедура определения и использования эталонов измерения в научных исследованиях и трудах. Для этого понадобились специальные организации. К ним, в частности, относят Международное бюро мер и весов. В рамках вновь созданной организации началась разработка образцов массы и длины, с последующей передачей их копий всем странам-участницам.

Метрическая система мер в России

Принятыми образцами пользовалось все больше и больше стран. В сложившихся условиях Россия не могла игнорировать возникновение новой системы. Поэтому Законом от 4 июля 1899 года (автор и разработчик - Д. И. Менделеев) она была разрешена к применению в необязательном порядке. Обязательной же она стала только после принятия Временным правительством соответствующего декрета 1917 года. Позднее её применение было закреплено постановлением СНК СССР от 21-го июля 1925 года. В ХХ веке большинство стран перешло на измерения в международной системе единиц СИ. Окончательный вариант ее был разработан и утвержден XI Генеральной конференцией в 1960 году.

Развал СССР совпал с моментом бурного развития компьютерной и бытовой техники, основное производство которой сосредоточено в странах Азии. На территорию Российской Федерации стали ввозиться огромные партии товаров этих производителей. При этом азиатские государства не задумывались о возможных проблемах и неудобстве эксплуатации их товаров русскоязычным населением и снабжали свою продукцию универсальной (на их взгляд) инструкцией на английском языке, с использованием американских параметров. В обиходе обозначение величин по метрической системе стало вытесняться элементами, используемыми в США. Например, размеры компьютерных дисков, диагонали мониторов и другие составляющие указываются в дюймах. При этом первоначально параметры этих комплектующих обозначались строго в величинах метрической системы (ширина CD и DVD, например, равна 120 мм).

Международное использование

В настоящее время самой распространенной на планете Земля является метрическая система мер. Таблица масс, длин, расстояний и прочих параметров позволяет с легкостью переводить одни показатели в другие. Стран, в силу определенных причин не перешедших на эту систему, с каждым годом остается все меньше и меньше. К таким государствам, продолжающим использовать собственные параметры, относятся США, Бирма и Либерия. Америка пользуется в отраслях научного производства системой СИ. Во всех других применялись американские параметры. Великобритания и Сент-Люсия еще не перешли на мировую систему СИ. Но, надо сказать, что процесс находится в активной стадии. Последней из стран, окончательно перешедших на метрическую систему в 2005 году, стала Ирландия. Антигуа и Гайана только производят переход, но темпы очень медленные. Интересна ситуация в Китае, который официально перешел на метрическую систему, но при этом на его территории продолжается использование древнекитайских единиц.

Авиационные параметры

Метрическая система мер признана практически повсеместно. Но есть отдельные отрасли, в которых она не прижилась. В авиации до сих пор используется система измерения, в основе которой находятся такие величины, как фут и миля. Применение данной системы в этой области сложилось исторически. Позиция Международной организации гражданской авиации однозначна - должен быть осуществлен переход на метрические величины. Однако этих рекомендаций в чистом виде придерживаются лишь несколько стран. Среди них Россия, Китай и Швеция. Более того, гражданская авиационная структура РФ, во избежание путаницы с международными диспетчерскими пунктами, в 2011 году частично приняла систему мер, основной единицей которой является фут.

Ой... Javascript не найден.

Увы, в вашем браузере отключен или не поддерживается JavaScript.

К сожалению, без JavaScript этот сайт работать не сможет. Проверьте настройки браузера, может быть JavaScript выключен случайно?

Метрическая система (Международная система СИ)

Метрическая система мер (Международная система СИ)

Жителям США или другой страны, где метрическая система не используется, иногда трудно понять, как остальной мир живёт в и ориентируется в ней. Но на самом деле система СИ гораздо проще всех традиционных национальных систем измерений.

Принципы построения метрической системы очень просты.

Устройство международной системы единиц СИ

Метрическая система была разработана во Франции в 18 ом веке. Новая система была призвана заменить хаотический набор различных единиц измерения, которые тогда использовались, единым общим стандартом с простыми десятичными коэффициентами.

Стандартная единица длины была определена как одна десятимиллионная часть расстояния от северного полюса Земли до экватора. Получившееся значение назвали метром . Определение метра позднее несколько раз уточнялось. Современное и наиболее точное определение метра звучит так: "расстояние, которое проходит свет в вакууме за 1/299792458 секунды". Стандарты для остальных измерений были установлены аналогичным образом.

Метрическая система или Международная система единиц (СИ) основана на семи базовых единицах для семи базовых измерений, независимых друг от друга. Вот эти измерения и единицы: длина (метр), масса (килограмм), время (секунда), электрический ток (ампер), термодинамическая температура (кельвин), количество вещества (моль) и интенсивность излучения (кандела). Все остальные единицы выводятся на основе базовых.

Все единицы конкретного измерения строятся на основе базовой единицы путём добавления универсальных метрических префиксов . Таблица метрических префиксов приведена ниже.

Метрические префиксы

Метрические префиксы просты и очень удобны. Не обязательно понимать природу единицы, чтобы пересчитать значение из, например, кило-единиц в мега-единицы. Все метрические префиксы - это степени 10. Наиболее часто используемые префиксы выделены в таблице.

Кстати, на странице Дроби и проценты Вы можете легко пересчитать значение из одного метрического префикса в другой.

Даже в странах, где используется метрическая система, большинство людей знают лишь наиболее употребительные префиксы, такие как "кило", "милли", "мега". Эти префиксы выделены в таблице. Остальные префиксы используются, в основном, в науке.

Назад

История создания метрической системы

Как известно, метрическая система зародилась во Франции в конце XVIII столетия. Многообразие мер и весов, стандарты которых порой значительно отличались в разных регионах страны, зачастую приводило к путанице и конфликтам. Таким образом, остро назрела необходимость реформировать действующую систему измерений или же разработать новую, взяв за основу простой и универсальный стандарт. В 1790 году на обсуждение в Национальное собрание был представлен проект небезызвестного князя Талейрана, впоследствии ставшего министром иностранных дел Франции. В качестве эталона длины деятель предложил принять длину секундного маятника на широте 45°.

К слову, идея с маятником была на тот момент уже не нова. Еще в XVII веке ученые делали попытки определить универсальные измерители на основе реальных предметов, сохранявших постоянную величину. Одно их таких исследований принадлежало голландскому ученому Христиану Гюйгенсу, проводившему опыты с секундным маятником и доказавшему, что его длина зависит от широты места, где проводился эксперимент. Еще за столетие до Талейрана на основании собственных опытов Гюйгенс предложил в качестве всемирного эталона длины применить 1/3 длину маятника с периодом колебаний 1 секунда, что приблизительно составляло 8 см.

И все же, предложение вычислить эталон длины на показаниях секундного маятника не нашло поддержки в Академии наук, а в основу будущей реформы легли идеи астронома Мутона, который рассчитывал единицу длины от дуги земного меридиана. Ему же принадлежало предложение создать новую систему измерений на десятичной основе.

В своем проекте Талейран подробно изложил порядок определения и введения единого стандарта длины. Во-первых, предполагалось со всех уголков страны собрать всевозможные меры и привезти в Париж. Во-вторых, Национальному собранию предстояло связаться с Британским парламентом с предложением создания международной комиссии из ведущих ученых обеих стран. После проведения эксперимента Французская академия наук должна была установить точное соотношение между новой единицей длины и мерами, которые ранее применялись в различных уголках страны. Копии эталонов и сравнительные таблицы со старыми мерами необходимо было разослать во все регионы Франции. Данный регламент был одобрен Национальным собранием, а 22 августа 1790 года его утвердил король Людовик XVI.

Работы по определению метра начались в 1792 году. Руководителями экспедиции, которой было поручено измерить дугу меридиана между Барселоной и Дюнкерком, были назначены французские ученые Мешен и Деламбр. Работа французских ученых была рассчитана на несколько лет. Однако в 1793 году Академия наук, проводившая реформу, была упразднена, что вызвало серьезную задержку и без того непростого трудоемкого исследования. Было принято решение не ждать окончательных результатов по измерению дуги меридиана и рассчитать дину метра на основе уже имеющихся данных. Так в 1795 году был определен временный метр как 1/10000000 часть парижского меридиана между экватором и северным полюсом. Работы по уточнению метра были завершены к осени 1798 года. Новый метр оказался короче на 0,486 линии или 0,04 французского дюйма. Именно это значение легло в основу нового эталона, узаконенного 10 декабря 1799 года.

Одним из основных положений метрической системы является зависимость всех мер от единого линейного стандарта (метра). Так, например, при определении основной единицы веса — — было решено взять за основу кубический сантиметр чистой воды.

К концу XIX века почти во всей Европе, за исключением Греции и Англии, была принята метрическая система. Быстрому распространению этой уникальной системы мер, которой мы пользуемся и поныне, способствовали простота, единство и точность. Несмотря на все преимущества метрической системы Россия на рубеже XIX - XX столетий так и не решилась присоединиться к большинству европейских стран, уже тогда сломав вековые привычки народа и отказавшись от использования традиционной русской системы мер. Впрочем, «Положение о весах и мерах» от 4 июня 1899 года официально допускало применение килограмма наряду с русским фунтом. Окончательный же измерений завершился лишь к началу 1930-х годов.

Наверное, каждого из вас не раз удивляло то, что размер экранов цифровых устройств указывается в непривычных единицах. Это даже вошло в традицию и никому не приходит в голову поинтересоваться, почему бы не воспользоваться обычными сантиметрами вместо дюймов, которые, казалось бы, давно и прочно заняли свое место в учебнике истории?

Все дело в том, что США и еще несколько стран (в отличие от всего остального мира) так и не перешли на метрическую систему, предпочитая свои традиционные единицы измерения международным метрам и килограммам. А поскольку многие крупнейшие технологические корпорации расположены в Соединенных Штатах, то привычные для этой страны дюймы распространились в изделиях по всей планете. Ведь все знают, в какой стране находится город Купертино, где расположен головной офис Apple — компании, создавшей первый массовый смартфон на Земле. В Соединенных Штатах располагаются и другие корпорации, которые продвигают вперед высокие технологии. А вместе с высокими технологиями продвигаются в широкие массы и старинные дюймы.

США, Либерия и Мьянма. Три оплота древних единиц измерения

В мире всего три страны, которые до сих пор не перешли на систему СИ. Это США, Либерия и Мьянма (до 1989 года — Бирма). Остальные народы мира или перешли на метрическую систему полностью или, по крайней мере, официально ее приняли в качестве стандарта. Другое дело, как обстоят дела в народе. В России и сейчас могут в разговоре назвать километр «верстой», но при этом все четко понимают, что речь идет именно о самом обычном метрическом километре, а не о старинной русской версте.

Но в США старинная народная система мер и весов используется не только в обиходе. Футбольные поля измеряются в ярдах. , выполняемая автомобильными двигателями, в диковинных футофунтах. Атмосферное давление — в фунтах на квадратный дюйм.

Вместо международной системы СИ в Соединенных Штатах применяется U.S. Customary System (Традиционная Система США). В нее входят более трехсот единиц измерения различных физических величин. Сложность состоит в том, что многие из этих единиц измерения называются одинаково, но при этом означают совершенно разные вещи.

Приведем самый простой и понятный каждому человеку, даже весьма далекому от инженерной премудрости. Казалось бы, что может быть сложного в тонне? Это тысяча килограмм и никак иначе! Но в США существует как минимум девять определений понятия «тонна»: короткая тонна (short ton), смещенная тонна (displacement ton), замороженная тонна (refrigeration ton), ядерная тонна (nuclear ton), грузовая (фрахтовая) тонна (freight ton), реестровая тонна (register ton), метрическая тонна (metric ton), ювелирная тонна (assay ton), топливная тонна или тонна в угольном эквиваленте (ton of coal equivalent).

И несмотря на все эти очевидные сложности, ни в бизнесе, ни в повседневной жизни США не используется простая, понятная и однозначная метрическая система. Причины тому кроются, как это часто бывает, в истории этой страны.

Отношение США к метрической системе на первых порах определялось взаимоотношениями с Францией

Когда США получили независимость, в стране предпринимались попытки упорядочить систему измерения величин. Но они уперлись, как это частенько бывает, в финансовый вопрос. Томас Джефферсон, занимавший при Джордже Вашингтоне пост Госсекретаря США, одобрительно относился к десятичной системе. Но оказалось, что определить метрические единицы длины будет невозможно без отправки во Францию делегации. А это было делом дорогостоящим.

Отношения с Францией, которая поддерживала Соединенные Штаты в их борьбе за независимость, после 1795 года вступили в стадию охлаждения. Когда в 1798 году Франция пригласила представителей различных стран ознакомиться с метрической системой, американцы столкнулись с пренебрежительным отношением к себе.

И, тем не менее, представители Соединенных Штатов посетили Париж и пришли от метрической системы в восторг. Но вероятность убедить лидеров страны в необходимости перехода на новую систему мер и весов, исходящую из Франции, была весьма слабой. В 1821 году Госсекретарь США Джон Квинси изучил единицы измерения 22 штатов страны и сделал вывод о том, что U.S. Customary System в достаточной степени унифицирована и не нуждается в изменениях.

Во Франции царил Наполеон, и у американцев возникли сомнения в том, что сами французы сохранят верность созданной ими же системы мер и весов. В итоге, рассмотрение метрической системы в Соединенных Штатах на рассматриваемом историческом этапе прекратилось. Но это не значит, что к ней не возвращались вновь и вновь по мере того, как система СИ приобретала все большее признание в самых разных уголках нашего огромного мира.

США решают принять метрическую систему

Девятью годами позже Франция собрала представителей ведущих стран мира, чтобы обсудить детали новой международной версии метрической системы. США получили приглашение и направили свою делегацию. Представители этих стран подписали международную конвенцию, основав Международное бюро мер и весов и Международный комитет мер и весов, в задачи которых входили рассмотрение и принятие изменений.

Соглашение предусматривало создание во французском городе Серве близ Парижа специального зала, где следовало разместить эталоны метрических стандартов, в частности эталон метра. Это позволяло избежать сложностей в понимании различными народами того, что именно подразумевается под той или иной единицей измерения.

В 1890 году Соединенные Штаты получили копии международного эталона метра и международного эталона килограмма. Согласно Распоряжению Менденхолла (названного так по имени суперинтенданта мер и весов) метрические единицы принимались в качестве фундаментального стандарта длины и массы в США. Ярд был определен как 3600/3937 метра, а фунт как 0,4535924277 килограмма.

В 1959 году англоязычные страны внесли некоторые уточнения: 1 ярд приравнивался к 0,9144 метра, а 1 фунт к 0,4535923. То есть формально Соединенные Штаты уже 145 лет как приняли метрическую систему в качестве стандарта мер и весов и уже около 120 лет в этой стране следовало бы мерить все в метрах и килограммах. Но, как показывает практика, принятие решения еще не означает его воплощения в реальную жизнь.

Метрическая система в США в наши дни

В 1975 году Конгрессом был принят Metric Conversion Act, суть которого была та же, что и у рекомендаций специалистов по стандартам, но только с двумя важными отличиями. Жесткие временные рамки не ставились и сам переход на метрическую систему предполагал добровольность. В итоге школьники страны стали проходить систему СИ, а некоторые компании предприняли попытку «метрификации», обернувшейся безрезультатной пропагандой, поскольку никаких реальных действий для перехода на метрические единицы измерения не было.

Получилось, что в США используются единицы измерения, которые во всем остальном мире уже забыты. Все большее число потребителей американской продукции стали требовать, чтобы поставляемые товары сопровождались указанием характеристик в метрической системе. Поскольку американские компании открывали все новые и новые производственные мощности в Европе и Азии, возникла необходимость определиться с тем, какие единицы использовать: метрические или традиционные американские.

Осознавая эти сложности, в 1988 году Конгресс внес изменения в Metric Conversion Act, согласно которым метрическая система стала считаться «предпочтительной системой мер и весов США для нужд торговли и коммерции». По состоянию на конец 1992 года от федеральных агентств требовалось использовать метрические единицы при измерении величин, имеющих отношение к закупкам, грантам и другим вопросам, имеющим отношение к бизнес-активности. Но эти предписания касались только государственных структур. Частный бизнес оставался волен пользоваться привычной системой измерения величин. Предпринимались попытки заинтересовать метрической системой малый бизнес, но большого прогресса отмечено не было.

На сегодня «метрифицировано» лишь около 30 % произведенной в США продукции. Фармацевтическую индустрию Соединенных Штатов называют «строго метрической», поскольку все характеристики фармацевтической продукции страны указываются исключительно в метрических единицах. На напитках присутствуют обозначения и в метрической и в традиционной для США системах величин. Эту индустрию считают «мягко метрической». Метрическая система используется в США также производителями пленки, инструментов и велосипедов. В остальном в США предпочитают мерить по старинке. В древних дюймах и фунтах. И это касается даже такой молодой индустрии, как высокие технологии.

Что же мешает весьма развитой индустриально стране перейти на общепринятую на нашей планете систему мер и весов? Этому есть ряд причин.

Консерватизм и затраты мешают переходу на метрическую систему

Но одними только высокими расходами на переход прохладное отношение американцев к метрической системе объяснить не получится. Психологические факторы играют свою, и далеко не последнюю, роль в сдерживании процесса перехода страны на международную систему мер и весов. Упорный консерватизм американцев заставляет их сопротивляться любым новшествам, в особенности тем, которые исходят от иностранцев.

Американцы любят всегда поступать по-своему. Индивидуализм является основной чертой представителей этого народа. Потомки покорителей бескрайних просторов Дикого Запада с упорством отвергают попытки заставить их отказаться от привычных с детства дюймов и фунтов.

Никакие высокие технологии не могут заставить человека пересмотреть свои консервативные взгляды. Например, коммерческая . Но по-настоящему только в начале 1980-х годов. События происходят только тогда, когда сознание среднего человека готово их принять. А это, в свою очередь, возможно лишь в том случае, когда человек видит в этом смысл. А особого смысла для себя лично в метрической системе средний американец просто не видит.

Поэтому все старания ввести в США метрическую систему упираются в неприступную твердыню повседневной жизни обычных граждан страны, которые не желают пускать туда метры и килограммы. Есть и еще одна важная причина, о которой мы ранее немного говорили. Значительная часть крупнейших корпораций мира расположены в США. Их продукция является конкурентоспособной на мировом рынке даже несмотря на непривычные дюймы и фунты. Что там непривычные! Весь мир сильно удивится, если в один прекрасный день диагональ экрана очередного смартфона будет указана в привычных со школьной скамьи сантиметрах, а не в дюймах, казалось бы сошедших со страниц учебника истории. А это значит, что у американцев нет причин отказываться от своей традиционной системы мер и весов.

По материалам science.howstuffworks.com

Новейшая книга фактов. Том 3 [Физика, химия и техника. История и археология. Разное] Кондрашов Анатолий Павлович

Когда в России введена метрическая система мер?

Метрической, или десятичной, системой мер называют совокупность единиц физических величин, в основу которой положена единица длины – метр. Эта система разработана во Франции в период революции 1789–1794 годов. По предложению комиссии из крупнейших французских ученых за единицу длины – метр – была принята одна десятимиллионная часть четверти длины Парижского меридиана. Это решение было обусловлено стремлением положить в основу метрической системы мер легко воспроизводимую «естественную» единицу длины, связанную с практически неизменным объектом природы. Декрет о введении метрической системы мер во Франции был принят 7 апреля 1795 года. В 1799 году изготовили и утвердили платиновый прототип метра. Размеры, наименования и определения других единиц метрической системы мер были выбраны так, чтобы она не носила национального характера и могла применяться во всех странах. Подлинно международный характер метрическая система мер приобрела в 1875 году, когда 17 стран, в том числе Россия, подписали Метрическую конвенцию для обеспечения международного единства и усовершенствования метрической системы. Метрическая система мер была допущена к применению в России (в необязательном порядке) законом от 4 июня 1899 года, проект которого разработал Д. И. Менделеев. Введена она в качестве обязательной декретом СНК РСФСР от 14 сентября 1918 года, а для СССР – постановлением СНК СССР от 21 июля 1925 года.

Где и когда в России появилась первая электростанция? Первая российская электростанция появилась в Петербурге в 1879 году и предназначалась для освещения Литейного моста. Следующую электростанцию построили через пару лет в Москве для освещения Лубянского пассажа. Но уже