A Mértékegységrendszerek Világa: Az SI Rendszer és Az Angolszász Mértékegységek Összehasonlítása
Manapság hazánkban már mindenkinek természetesnek tűnik a logikus, egyszerű felépítésű SI-rendszerrel kifejezni a különböző mennyiségeket, de azt mindössze 1979-ben vezették be kötelező jelleggel országunkban. Ez a nemzetközi rendszer globális szabványként funkcionál, szemben a hagyományos angolszász mértékegységekkel, amelyek ma is sok kihívást jelentenek bizonyos területeken.
Az Angolszász Mértékegységek Története és Jelenlegi Elterjedtsége
Az angolszász mértékegységek gyökerei mélyen a történelembe nyúlnak. Közvetlen elődjét, a Winchester Standardst 1588-ban kezdték használni hivatalosan Nagy-Britanniában. Bár a metrikus rendszer elterjedése a 19. században lendületet vett, az amerikai alapító atyák tevékenysége idején elvetették annak alkalmazását a jól megszokott hagyományos egységekkel szemben. Ennek következtében az angolszász mértékegységek legfőbb bástyája ma az Egyesült Államok.
Fontos megjegyezni, hogy bár nem a brit birodalmi mértékegységrendszert használják, de az ott hivatalosan alkalmazott US Customary System is a hagyományos angolszász mértékegységeken alapul. A sors fintora, hogy az évek során kisebbségbe kerültek: az USA-n kívül mindössze két globálisan jelentéktelen állam, Libéria és Burma tart ki kizárólag az angolszász mértékegységrendszer mellett.
Miért előnyösebb az SI rendszer?
Nem is alaptalanul, ugyanis több szempontból alulmarad a mértékegységek eme hagyományos megközelítése a tudatos tervezéssel létrehozott SI-vel szemben. Az alábbiakban részletesebben is megvizsgáljuk ezeket a különbségeket.
Az Alapegységek Definíciója és Reprodukálhatósága
Először is kezdjük az alapoknál, az egyes alapmértékegységek definíciójánál. A brit birodalmi rendszerben a hossz- és tömegegységet egy kiválasztott etalon alapján határozták meg. Ez olyan szempontból aggályos, hogy ha az károsodik vagy megsemmisül, nem reprodukálható pontosan az általa megtestesített méret.
S.I. Mértékegységek (Dokumentumfilm) 1982 *HD
A Koherencia Jelentősége
A második fontos szempont a koherencia. Ez jelen kontextusban azt jelenti, hogy az egy mértékegységrendszerben kifejezett mennyiségeket korlátozás nélkül átszámíthatjuk egymásba, együtthatók vagy matematikai függvények nélkül. Ugyan néhány nem koherens mértékegységet az SI is elfogad, a birodalmi rendszer alapjaiban hibádzik ilyen szempontból.
Egyszerű Átváltás és Hibalehetőségek
Hasonló probléma az azonos mennyiségek különböző egységei közti átváltás. Míg az SI ezt elegánsan megoldotta a tíz hatványainak megfelelő prefixumok alkalmazásával, az angolszász rendszerben igencsak nehezen fejben tartható, bonyolult váltószámokkal találkozhatunk. Ezáltal nehézzé válik bármiféle számítás, és minden átváltási tényező eggyel növeli a hibalehetőségeket.
Talán ez a legfőbb oka, hogy a tudományos életben már szinte 100 százalékban az SI használatos.
A Két Rendszer Párhuzamos Használatának Kihívásai
A 20. század közepi reformoknak köszönhetően egyes országokban furcsa helyzet állt elő, a két rendszer elismerten egymás mellett létezik. Így például Angliában a csapolt sört pintben, a benzint gallonban mérik, de a palackozott üdítőket literben. A legtöbb előre csomagolt terméken mindkét rendszerben feltüntetik annak mennyiségét, de előfordul, hogy a hagyományos mértékegységet már elhagyják.
Ez a jelenség a műszaki életben különösen felesleges bonyodalmakat okoz. Legfényesebb példája az összevisszaságnak, hogy az acél csövek szabványos méretsorozata inchenként, míg réz társaiké milliméteres osztásban növekszik. Az egyes katalógustermékek gyártója rendszerint az egyik rendszer szabványát használja - így az alkatrész vagy szerszám mérete a másik mértékegységben kifejezve csak legritkábban ad kerek értéket, szabványosat (és így könnyen beépíthetőt) pedig csak esetenként. A műszaki alkalmazások terén egyértelműen áldás lenne az egységesítés az Atlanti-óceán két partja között, ez azonban hosszú folyamatnak ígérkezik.
A Mértékegységrendszerek Összehasonlítása
Az alábbi táblázat összefoglalja a két fő mértékegységrendszer közötti legfontosabb különbségeket:
| Jellemző | SI rendszer (Nemzetközi Mértékegység-rendszer) | Angolszász mértékegységrendszer |
|---|---|---|
| Alapegységek definíciója | Tudatos tervezés, pontosan reprodukálható (pl. fizikai állandók alapján) | Etalon alapú (aggályos, ha az etalon károsodik vagy megsemmisül) |
| Koherencia | Többnyire koherens, az egységek korlátozás nélkül átszámíthatók egymásba együtthatók nélkül | Alapjaiban hibádzik, speciális együtthatók vagy függvények szükségesek |
| Átváltási tényezők | Tíz hatványain alapuló prefixumok (pl. kilo-, milli-) teszik egyszerűvé az átváltást | Bonyolult, nehezen fejben tartható váltószámok (pl. 12 inch = 1 láb, 3 láb = 1 yard) |
| Tudományos és műszaki alkalmazás | Szinte 100%-ban használatos, minimalizálja a hibalehetőségeket | Nehézkessé teszi a számításokat, növeli a hibalehetőségeket, problémás az egységesítés |
| Globális elterjedtség | Hazánkban 1979 óta kötelező, globális standard, világszerte elismert | Kizárólag az USA, Libéria és Burma használja, de kevert formában máshol is előfordul |
Alapvető Mértékegység-fogalmak
A mértékegységrendszerek megértéséhez elengedhetetlen néhány alapvető fogalom tisztázása:
- Mennyiség dimenziója:
Kifejezés, amely egy mennyiségrendszer valamely mennyiségét a rendszer alapmennyiségeit reprezentáló tényezők hatványainak szorzataként adja meg.
PÉLDÁK: L0M0T-2 az erő dimenziója egy olyan mennyiségrendszerben, amelynek alapmennyiségei a hosszúság, a tömeg, az idő, és ezek dimenziója rendre L; M és T; M0L-3 a tömegkoncentráció és a sűrűség dimenziója ugyanebben a mennyiségrendszerben.
- Egység dimenziójú mennyiség, dimenziótlan mennyiség:
Mennyiség, amelynek dimenzió-kifejezésében az alapmennyiségek dimenzióinak hatványkitevői mind zérusok.
PÉLDÁK: fajlagos megnyúlás, súrlódási tényező, Mach-szám, optikai törésmutató, móltört (anyagmennyiség tört), tömegtört.
- Koherens egység (mértékegység):
Az alapegységek hatványainak szorzataként kifejezhető olyan származtatott egység, amelyben az arányossági tényező 1.
MEGJEGYZÉS: A koherencia csak egy meghatározott egységrendszer alapegységeihez viszonyítva értelmezhető.
- Koherens egységrendszer:
Olyan egységrendszer, amelynek minden származtatott egysége koherens.
PÉLDA: A következő (jelükkel kifejezett) egységek a Nemzetközi Mértékegység-rendszeren (SI-n) belül a mechanikai egységek koherens rendszerének egy részét képezik: m; kg; s; m2; m3; Hz = s-1; m .s-1; m .s-2; kg.
- Rendszeren kívüli egység:
Egység, amely nem tartozik valamely adott egységrendszerhez.
PÉLDÁK: az elektronvolt.
- Egység (mértékegység) többszöröse:
Nagyobb egység, amelyet adott egységből a skálára vonatkozó megállapodásoknak megfelelően képeznek.
PÉLDÁK: a méter egyik decimális többszöröse a kilométer, a másodperc egyik nem decimális többszöröse az óra.
- Valódi érték:
Egy adott konkrét mennyiség definíciójának megfelelő érték. Ez egy olyan érték, amely egy tökéletes méréssel lenne megkapható.
- Konvencionális valódi érték (mennyiségé), helyes érték:
Valamely konkrét mennyiségnek tulajdonított, gyakran megegyezés alapján elfogadott olyan érték, amely az adott célnak megfelelő bizonytalanságú.
PÉLDÁK: Egy referenciaetalon által megvalósított mennyiségnek tulajdonított érték az adott helyen a mennyiség konvencionális valódi értékének tekinthető. Az Avogadro számnak a CODATA (1986) által ajánlott értéke NA= 6,022 136 7 . 1023 mol-1. A konvencionális valódi értéket esetenként szokás "tulajdonított érték"-nek, legjobb becslésnek, konvencionális értéknek vagy referencia értéknek is nevezni.
Mértékegység-átalakító Eszközök és Egyéb Egységfogalmak
A mértékegységek közötti átváltás megkönnyítésére számos digitális eszköz áll rendelkezésre. A mértékegység-átalakító eszközök hasznosak lehetnek a mindennapi életben, tanulás során és a munkahelyen egyaránt. Ezek az eszközök lehetővé teszik a mennyiségek egyszerű átváltását egyik egységből a másikba, kategóriák szerint kiválasztva az átalakítani kívánt egységeket.
Érdemes megemlíteni, hogy az "egység" fogalma nem korlátozódik kizárólag a fizikai mennyiségek mérésére. Például a statisztikai célú területi egységek nómenklatúráját (NUTS) az EU statisztikai hivatala (Eurostat) készítette azzal a céllal, hogy a regionális statisztikák készítéséhez a területi egységek egyetlen egységes bontását biztosítsa.
Az EU területe három különböző földrajzi egységre osztható, például NUTS 1: 3-7 milliós népességet számláló főbb társadalmi-gazdasági régiók. Az 1059/2003/EK rendelet 2003-ban hivatalosan létrehozta a NUTS-ot, magában foglalva az osztályozásra irányuló módosításokat is. Az uniós kohéziós politika keretében nyújtható támogatásra a NUTS 2 szintjének megfelelő régiók jogosultak.
tags: #units #shorted #egysegek
