اصول و کاربردهای سیستم متریک در زندگی روزمره   تاریخچه سیستم متریک   واحدهای اندازه‌گیری متریک واحد اندازه گیری طول در سیستم متریک چیست؟ واحد اندازه گیری  زمان در سیستم متریک چیست؟ واحد اندازه گیری جرم در سیستم متریک چیست؟ واحد متریک تن چیست؟ واحد اندازه گیری دمادر سیستم متریک چیست؟چرا آمریکا واحدهای متریک را به رسمیت نشناخته است؟خطاهای مرگبار سیستم متریک چه بود؟ سوالات متداول  نتیجه گیری

سیستم اندازه گیری متریک

در قرن ۱۸ در فرانسه، شیمیدان فرانسوی لاوازیه، سیستم متریک را معرفی کرد. این سیستم با هدف ایجاد استانداردهای اندازه‌گیری یکپارچه برای استفاده در سراسر کشور، در زمان انقلاب فرانسه در سال ۱۷۹۹ توسعه یافت. پیش از این، سیستم‌های اندازه‌گیری مختلف و محلی وجود داشتند که باعث تفاوت قابل توجه در اندازه‌گیری‌ها در مناطق مختلف می‌شدند

متر، که واحد اصلی طول در سیستم متریک است، در ابتدا بر اساس یک ده‌میلیونیم از مسافت قطب شمالی به خط استوا تعریف شد. این تعریف در سال‌های بعد با استفاده از استانداردهای فیزیکی دقیق‌تر مانند موج دهی نور در وکیوم بازنگری شد.

سیستم متریک بعدها توسط سایر کشورها پذیرفته شد و در سال 1960 میلادی، سیستم اندازه‌گیری بین‌المللی (SI) به عنوان استاندارد جهانی برای اندازه‌گیری معرفی شد. این سیستم بر اساس سیستم متریک بنا شده است و شامل سیستم گسترده‌ای از واحدهای اندازه‌گیری است که در علوم فیزیکی و مهندسی استفاده می‌شود.

امروزه، سیستم متریک در بیشتر کشورهای جهان استفاده می‌شود، به استثنای چند کشور مانند ایالات متحده که هنوز سیستم اندازه‌گیری سنتی را به کار می‌برد.

واحدهای اندازه‌گیری متریک

سیستم اندازه‌گیری متریک بر اساس یکسری از واحدهای اصلی و اندازه‌هایی بر پایه 10 ساخته شده است. برخی از واحدهای متداول این سیستم عبارتند از:

طول: واحد اصلی طول در سیستم متریک متر است. واحدهای دیگر طول که بر پایه متر ساخته شده‌اند شامل کیلومتر (1000 متر یا 10 به توان 3 متر)، سانتیمتر (1/100 متر یا 10 به توان -2 متر)، میلیمتر (1/1000 متر یا 10 به توان -3 متر)، و میکرومتر (1/1,000,000 متر یا 10 به توان -6 متر) می‌باشند.

جرم: واحد اصلی جرم در سیستم متریک کیلوگرم است. واحدهای دیگر جرم که بر پایه کیلوگرم ساخته شده‌اند شامل گرم (1/1000 کیلوگرم یا 10 به توان -3 کیلوگرم)، میلیگرم (1/1,000,000 کیلوگرم یا 10 به توان -6 کیلوگرم)، و تُن (1000 کیلوگرم یا 10 به توان 3 کیلوگرم) می‌باشند.

زمان: واحد اصلی زمان در سیستم متریک ثانیه است. واحدهای دیگر زمان که بر پایه ثانیه ساخته شده‌اند شامل میلی ثانیه (1/1000 ثانیه یا 10 به توان -3 ثانیه)، میکروثانیه (1/1,000,000 ثانیه یا 10 به توان -6 ثانیه)، و نانوثانیه (1/1,000,000,000 ثانیه یا 10 به توان -9 ثانیه) می‌باشند.

واحدهای سایر مقادیر می‌توانند از این واحدهای اساسی ساخته شوند. برای نمونه، واحد سرعت متر بر ثانیه (m/s)، واحد نیرو نیوتن (N) که برابر است با کیلوگرم متر بر مربع ثانیه (kg⋅m/s²)، واحد فشار پاسکال (Pa) که برابر است با نیوتن بر متر مربع (N/m²)، و غیره.

واحد اندازه گیری در سیستم متریک

واحد اصلی اندازه‌گیری طول در سیستم متریک متر است. واحدهای دیگر طول که بر پایه متر ساخته شده‌اند شامل:

کیلومتر (km): برابر با 1000 متر یا 10 به توان 3 متر

هکتومتر (hm): برابر با 100 متر

دسیمتر (dam): برابر با 10 متر

دسیمتر (dm): برابر با 1/10 متر یا 10 به توان -1 متر

سانتیمتر (cm): برابر با 1/100 متر یا 10 به توان -2 متر

میلیمتر (mm): برابر با 1/1000 متر یا 10 به توان -3 متر

میکرومتر (μm): برابر با 1/1,000,000 متر یا 10 به توان -6 متر

نانومتر (nm): برابر با 1/1,000,000,000 متر یا 10 به توان -9 متر

این سیستم بر پایه‌ی ده‌ها ساخته شده‌است، بنابراین تبدیل بین واحدهای مختلف بسیار ساده است.

واحد اصلی اندازه‌گیری زمان در سیستم متریک و همچنین در سیستم بین‌المللی اندازه‌گیری (SI) ثانیه است.

برای اندازه‌گیری بازه‌های زمانی کوچک‌تر، واحدهای زیر بر پایه ثانیه استفاده می‌شوند:

میلی‌ثانیه (ms): برابر با 1/1000 ثانیه یا 10 به توان -3 ثانیه

میکروثانیه (μs): برابر با 1/1,000,000 ثانیه یا 10 به توان -6 ثانیه

نانوثانیه (ns): برابر با 1/1,000,000,000 ثانیه یا 10 به توان -9 ثانیه

پیکوثانیه (ps): برابر با 1/1,000,000,000,000 ثانیه یا 10 به توان -12 ثانیه

برای اندازه‌گیری بازه‌های زمانی بزرگ‌تر، سیستم متریک معمولاً واحدهای زمان مانند دقیقه، ساعت، روز، سال و غیره را استفاده می‌کند که همگی بر اساس ثانیه تعریف شده‌اند. با این حال، این واحدها فنی‌ترین واحدها نیستند و بیشتر برای استفاده روزمره به کار می‌روند.

واحد اصلی اندازه‌گیری جرم در سیستم متریک کیلوگرم است. واحدهای دیگر جرم که بر پایه کیلوگرم ساخته شده‌اند شامل:

گرم (g): برابر با 1/1000 کیلوگرم یا 10 به توان -3 کیلوگرم

میلیگرم (mg): برابر با 1/1,000,000 کیلوگرم یا 10 به توان -6 کیلوگرم

میکروگرم (µg): برابر با 1/1,000,000,000 کیلوگرم یا 10 به توان -9 کیلوگرم

تُن (t): برابر با 1000 کیلوگرم یا 10 به توان 3 کیلوگرم

این سیستم بر پایه‌ی ده‌ها ساخته شده‌است، بنابراین تبدیل بین واحدهای مختلف بسیار ساده است.

واحد "تُن" در سیستم متریک برای اندازه‌گیری جرم استفاده می‌شود. یک تُن برابر با 1000 کیلوگرم یا 1,000,000 گرم است. این واحد عمدتاً برای اندازه‌گیری جرم‌های بسیار زیاد مانند وزن خودروها، کشتی‌ها، هواپیماها یا حمل و نقل بزرگ مواد استفاده می‌شود.

به عنوان مثال، اگر یک خودرو 2 تُن وزن داشته باشد، این به این معنی است که وزن آن برابر با 2000 کیلوگرم یا 2,000,000 گرم است.

لازم به ذکر است که در برخی مواقع، "تُن" ممکن است به دو شکل دیگر استفاده شود: تُن کوتاه (معادل 2000 پوند یا حدود 907.185 کیلوگرم) که عمدتاً در ایالات متحده استفاده می‌شود و تُن بلند (معادل 2240 پوند یا حدود 1016.047 کیلوگرم) که عمدتاً در بریتانیا استفاده می‌شود. اما در سیستم متریک، تُن معادل 1000 کیلوگرم است.

واحد اندازه گیری در سیستم متریک

واحد اصلی اندازه‌گیری دما در سیستم متریک سلسیوس است. در سیستم بین‌المللی اندازه‌گیری (SI) نیز، کلوین (K) به عنوان واحد اصلی اندازه‌گیری دما استفاده می‌شود.

درجه سلسیوس (°C): در این مقیاس، نقطه ذوب یخ (در فشار استاندارد) برابر است با 0 درجه، و نقطه جوش آب برابر است با 100 درجه.

کلوین (K): این مقیاس بر پایه زیروم مطلق، یعنی نقطه پایین‌ترین ممکن دما که در آن حرکت اتمی به حداقل می‌رسد، تعریف شده‌است. در این مقیاس، 0K (یا صفر کلوین) نقطه زیروم مطلق نامیده می‌شود و معادل -273.15 درجه سلسیوس است. در این مقیاس، نقطه جوش آب برابر است با 373.15K و نقطه ذوب یخ برابر است با 273.15K.

هر دو واحد دما، سلسیوس و کلوین، در علوم فیزیکی و شیمیایی استفاده می‌شوند، اما کلوین برای اندازه‌گیری‌های علمی دقیق‌تر استفاده می‌شود.

 ایالات متحده یکی از اندک کشورهایی در جهان است که هنوز به صورت عمده از سیستم اندازه‌گیری امپریالی استفاده می‌کند. این سیستم شامل واحدهایی مانند فوت، اینچ، یارد، مایل، پوند و فارنهایت است.

هرچند که ایالات متحده در سال 1866 میلادی مجاز به استفاده از سیستم متریک شد و حتی در سال 1975 قانونی به منظور تشویق به استفاده از سیستم متریک وضع شد، اما تغییر سیستم اندازه‌گیری یک فرآیند طولانی و گاهی پرهزینه است. همچنین، بسیاری از افراد آمریکایی با سیستم امپریالی بیشتر آشنا هستند و استفاده از آن را ترجیح می‌دهند.

توجه داشته باشید که در برخی زمینه‌ها، از جمله علم و فناوری، ایالات متحده از سیستم متریک استفاده می‌کند. بنابراین، در حالی که سیستم متریک در بسیاری از جوامع عمومی آمریکایی برقرار نیست، در برخی از بخش‌های خاص آمریکا، سیستم متریک به کار گرفته شده است.

خطاهای مرگبار سیستم متریک

برخی خطاهای مرتبط با سیستم متریک در گذشته منجر به مشکلات جدی شده‌اند، بیشتر به دلیل اشتباهات در تبدیل واحدها بین سیستم‌های متریک و امپریال. در زیر دو مورد از این خطاها را بررسی می‌کنیم:

سقوط پرواز 143 ایر کانادا: در سال 1983، یک بوئینگ 767 ایر کانادا بدلیل خالی شدن سوخت در هوا سقوط کرد. دلیل این اتفاق اشتباه در تبدیل واحدهای سوخت بین لیتر و گالن آمریکایی (که در این مورد از پوند برای اندازه‌گیری سوخت استفاده می‌شد) بود. خدمه هواپیما سوخت را به اشتباه در واحد پوند به جای کیلوگرم محاسبه کرده بود، که منجر به بارگذاری نیمی از سوخت لازم برای پرواز شد.

از دست دادن فضاپیمای مریخی اوربیتر: در سال 1999، ناسا فضاپیمای مریخی خود را به دلیل یک خطای تبدیل واحد از دست داد. یکی از تیم‌های زمینی فضاپیما از سیستم متریک برای محاسبات خود استفاده می‌کرد، در حالی که تیم دیگر از سیستم امپریال استفاده می‌کرد. این اشتباه باعث شد فضاپیما از مسیر خود منحرف شود و در جوی مریخ سوخته شود.

این موارد نشان می‌دهند که اشتباهات در تبدیل واحدهای سیستم متریک می‌توانند پیامدهای جدی داشته باشند، به خصوص در زمینه‌هایی مانند هوانوردی و فضانوردی که دقت بسیار بالایی لازم است.

سیستم متریک چیست و چه کاربردهایی دارد؟

سیستم متریک یک سیستم اندازه‌گیری است که بر اساس توان‌های 10 ساخته شده است. این سیستم در اکثر کشورهای جهان برای اندازه‌گیری طول، جرم، حجم، زمان، دما و غیره استفاده می‌شود.

چه کشورهایی از سیستم متریک استفاده می‌کنند؟

اکثر کشورهای جهان، از جمله کلیه کشورهای اروپایی و آسیایی، از سیستم متریک استفاده می‌کنند. استثناها عمدتاً ایالات متحده، لیبریا و میانمار هستند.

چه واحدهای اندازه‌گیری اصلی در سیستم متریک وجود دارد؟

واحدهای اصلی شامل متر (برای طول)، کیلوگرم (برای جرم)، ثانیه (برای زمان)، کلوین (برای دما)، مول (برای مقدار ماده)، آمپر (برای جریان الکتریکی) و کاندلا (برای شدت نور) هستند.

چگونه می‌توانم بین واحدهای متریک تبدیل کنم؟

تبدیل بین واحدهای متریک معمولاً با استفاده از توان‌های 10 انجام می‌شود. به عنوان مثال، 1 کیلومتر برابر با 1000 متر است، و 1 سانتیمتر برابر با 0.01 متر است.

 سیستم متریک، با واحدهای استاندارد و منطقی خود، ابزار حیاتی و پرکاربردی در جهان مدرن است که در علم، مهندسی، تجارت و زندگی روزمره مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به سادگی تبدیل بین واحدهای مختلف، کاربردی سراسری دارد. با این حال، هنوز هم برخی کشورها از سیستم‌های غیرمتریک استفاده می‌کنند و چالش‌هایی برای یکپارچگی کامل در استفاده از سیستم متریک وجود دارد. خطاهای گذشته نشان دهنده ضرورت درک صحیح از سیستم‌های اندازه‌گیری است. در نهایت، سیستم متریک ابزار اساسی است که ما را قادر می‌سازد تا با دنیای پیچیده‌ی امروز به طور دقیق و مؤثر ارتباط برقرار کنیم.

گرد آوری: بخش علمی وآموزشی بیتوته