Mittayksikkö | standardit

Mittayksiköt antavat standardit, jotta mittauksiemme luvut viittaavat samaan asiaan. Mittaaminen on prosessi, jossa fysikaalisen suureen kuvaamiseen käytetään numeroita. Voimme mitata, kuinka suuria asiat ovat, kuinka lämpimiä ne ovat, kuinka painavia ne ovat ja monia muita ominaisuuksia.

Esimerkiksi metri on vakioyksikkö, jolla mitataan pituutta. Ennen vuotta 1982 metri määriteltiin erityisellä metallitangolla olevien kahden merkin väliseksi etäisyydeksi. Tuona aikana sanomalla, että jonkin asian pituus oli kaksi metriä, tarkoitettiin, että se oli täsmälleen kaksi kertaa niin pitkä kuin metrin määrittelyyn käytetty tanko. Nyt tutkijat määrittelevät metrin valon nopeuden avulla.

Aiemmin eri maissa käytettiin eri yksiköitä. Nykyään useimmat mittayksiköt kuuluvat johonkin kolmesta järjestelmästä:

Kaksi vanhempaa, brittiläinen imperiaalinen järjestelmä ja siihen läheisesti liittyvä Yhdysvaltain tavanomainen järjestelmä, käyttävät pituuden mittana jalkaa, painon mittana paunaa ja ajan mittana sekuntia. Niissä käytetään myös muita yksiköitä. Näissä kahdessa järjestelmässä suurempia yksiköitä muodostavien pienempien yksiköiden määrä vaihtelee: Esimerkiksi jalassa on 12 tuumaa ja punnassa 16 unssia.

Uusin ja käytetyin kolmesta järjestelmästä on metrijärjestelmä eli SI-järjestelmä, jossa käytetään 10, 100 tai 1000 pienempää yksikköä suuremman yksikön muodostamiseen. Esimerkiksi yhdessä metrissä on 100 senttimetriä tai yhdessä kilossa 1000 grammaa. Tässä järjestelmässä metri tarkoittaa pituutta ja kilogramma massaa.

Yleinen, ei-metrinen ajan mittaaminen ei noudata tätä kaavaa. Toinen on ajan mittaamisen perusta, ja se perustuu sekagesimaalijärjestelmään: 60 sekuntia on yksi minuutti ja 60 minuuttia on yksi tunti.

Tähän kuutioon mahtuu yksi litra nestettä.

Olutmukit Oktoberfestissä: Niihin mahtuu yksi litra olutta

Luku ja mittayksikkö

Mitattavan asian ominaisuus ilmoitetaan mittayksiköiden lukumääränä. Luvulla on merkitystä vain, jos myös mittayksikkö on annettu. Kyseisellä luvulla se edustaa jonkin asian mittausta.

Esimerkiksi Eiffel-torni Pariisissa, Ranskassa on 300 metriä (980 jalkaa) korkea. Toisin sanoen Eiffel-tornin etäisyys huipulta alas on 300 metriä. Mitattava Eiffel-tornin ominaisuus on etäisyys. Mitattava luku on 300. 300 mitä? Mittayksikkö on metri.

Mittausstandardit

Standardit ovat yleensä erityisiä esineitä, joita käytetään mittausten tekemiseen. Metritikku on esimerkki standardista. Kun mittaat jotakin metritangolla, voit verrata mittausta mihin tahansa muuhun, joka on myös mitattu metritangolla. Tämä helpottaa mittaamista ja mittausten vertailua.

Luonnontieteissä, lääketieteessä ja tekniikassa käytetään pienempiä mittayksiköitä pienten asioiden mittaamiseen pienemmällä virheellä. Suuria asioita on helppo mitata suuremmilla mittayksiköillä. Tähtitieteellisissä mittauksissa, kuten galaksin leveyden mittaamisessa, käytetään valovuosia ja parsekkeja.

Pienissä mittauksissa, kuten atomin massassa, käytetään erityisiä mittayksiköitä.

Mittayksikköjärjestelmät

Eri puolilla maailmaa käytetään monia eri standardeja ja yksiköitä. Joidenkin käyttö väheni 1800- ja 1900-luvuilla.

Metrijärjestelmä

Metrijärjestelmä on mittajärjestelmä, jota käytetään suurimmassa osassa maailmaa. Sitä kutsutaan myös kansainväliseksi yksikköjärjestelmäksi eli SI-järjestelmäksi.

Metrijärjestelmän mittayksikköjä ovat mm. seuraavat:

Pituuden tai lineaarisen koon yksiköt perustuvat metriin. Niitä ovat kilometri (km), joka on 1 000 metriä, senttimetri (cm) ja millimetri (mm), joka on 1/1 000 metriä.

Tilavuuden yksikkö on litra. Sitä käytetään nestemäärän mittaamiseen. Millilitra (lyhenne mL) on nestemäärä, joka täyttää kuution, jonka jokainen sivu on 1 senttimetri. Yksi litra nestettä täyttäisi kuution, jonka jokainen sivu on 10 cm.

Massan yksikkö on kilogramma. Kilogramma (kg) on yhden vesilitran massa (4 °C:n lämpötilassa ja 1 013,25 kPa:n paineessa). 1 gramma (g) on 1 millilitran veden massa 4 °C:ssa (39 °F). Metrinen tonni on 1 000 kilogrammaa tai miljoona grammaa.

Imperial-yksiköt

Imperial-yksiköt määriteltiin Yhdistyneessä kuningaskunnassa vuonna 1824. Nämä yksiköt perustuivat vastaaviin ennen vuotta 1824 käytössä olleisiin yksiköihin. Imperial-yksiköitä käytettiin maissa, jotka olivat osa brittiläistä imperiumia. Vaikka monet näistä maista, Yhdistynyt kuningaskunta mukaan lukien, ovat virallisesti ottaneet käyttöön SI-järjestelmän, vanhempaa yksikköjärjestelmää käytetään edelleen.

Yhdysvaltain tavanomaiset yksiköt

Yhdysvaltain tavanomaiset yksiköt ovat Yhdysvalloissa käytettyjä virallisia yksiköitä. Ne ovat samankaltaisia kuin Ison-Britannian imperialistiset yksiköt, ja ne perustuvat myös Yhdistyneessä kuningaskunnassa käytettyihin yksiköihin, jotka olivat käytössä ennen Yhdysvaltain itsenäistymistä. Osa yksiköistä eroaa brittiläisistä yksiköistä. Esimerkiksi englantilaisessa pintissä on 20 englantilaista nesteunssia, mutta yhdysvaltalaisessa pintissä on 16 yhdysvaltalaista nesteunssia. Lisäksi yhdysvaltalainen nesteunssin on hieman suurempi kuin englantilainen nesteunssin. Tästä seuraa, että Yhdysvaltain pintit ja gallonat ovat pienempiä kuin imperiumin pintit ja gallonat. Yhdysvalloissa metrijärjestelmä on ollut laillinen kaupassa vuodesta 1866 lähtien, mutta muita mittoja, kuten gallonaa, tuumaa ja puntaa, käytetään edelleen laajalti.

Imperial- ja US-mittayksikköjä ovat mm:

Pituus - tuuma (in), jalka (ft), jaardi (yd) ja maili.

1 jalka = 12 tuumaa
1 jaardi = 3 jalkaa (monikko jalka) = 36 tuumaa.
1 maili = 1760 jaardia = 5280 jalkaa.

Keisarillinen tilavuus - keisarillinen nesteunssi (fl oz), keisarillinen pint (pt) ja keisarillinen gallona (gal).

1 englantilainen tuoppi = 20 englantilaista juoksevaa unssia.
1 brittiläinen gallona = 8 brittiläistä tuoppia.

Yhdysvaltain tilavuus - Yhdysvaltain nesteunssi (fl oz), Yhdysvaltain kuppi (cp), Yhdysvaltain pint (pt), Yhdysvaltain kvartti (qt) ja Yhdysvaltain gallona (gal).

1 Yhdysvaltain kuppi = 8 Yhdysvaltain nesteunssia
1 US pint = 2 US cups = 16 US fluid ounces = 16 US nestemäistä unssia.
1 Yhdysvaltain kvartti = 2 Yhdysvaltain tuoppia = 4 Yhdysvaltain kuppia = 32 Yhdysvaltain juoksevaa unssia
1 Yhdysvaltain gallona = 4 Yhdysvaltain kvarttia = 8 Yhdysvaltain tuoppia = 16 Yhdysvaltain kuppia

Paino ja massa - unssit (oz), punnat (lb) ja kivet (st).

1 punta = 16 unssia
1 kivi = 14 kiloa

Painon ja tilavuuden unssit ovat erilaisia. Jopa vettä mitattaessa paino-unssin määrä ei ole sama kuin nesteunssin määrä.

Muuntaminen järjestelmien välillä

Metriikka =Yhdysvaltain

1 metri = 1,09 jaardia = 39,37 tuumaa.
1 litra = 33,3 nestemäistä unssia = 1,76 tuoppia = .26 Yhdysvaltain gallonaa.
1 kilogramma = 35,32 unssia = 2,2 kiloa.

Yhdysvaltain metriikkaan

Pituus

1 tuuma = 2,54 senttimetriä
1 jalka = 30,48 senttimetriä
1 jaardi = 0,9144 metriä
1 maili = 1,609344 kilometriä

Volume

1 nesteunssia = 29,6 millilitraa
1 tuoppi = 473,1 millilitraa
1 gallona = 3,79 litraa
1 kuppi = 236,55 millilitraa

Massa

1 unssia = 28,35 grammaa
1 punta = 0,45359237 kilogrammaa.

Maat, jotka käyttävät metrijärjestelmää, englantilaista järjestelmää ja Yhdysvaltain tavanomaista järjestelmää vuodesta 2019 alkaen.

Muut mittayksiköt

Ajan yksikkö on sekunti. Minuutti (60 sekuntia) ja tunti (60 minuuttia tai 3600 sekuntia) ovat suurempia yksiköitä. Vuorokaudeksi määritellään 24 tuntia, mutta maapallon kierto on hidastunut. Ero korjataan joidenkin vuosien lopussa niin sanotulla karkaussekunnilla. Viikko (7 päivää) ja kuukausi ovat myös vakioyksiköitä.

Rahaan sovellettavaa mittayksikköä kutsutaan laskentayksiköksi. Tämä on yleensä jonkin maan liikkeeseen laskema valuutta. Esimerkiksi Yhdysvallat käyttää dollareita. Kukin dollari on 100 senttiä. Yhdistyneessä kuningaskunnassa käytetään puntia. Jokainen punta on 100 penniä tai penceä. Euroopan unionissa käytetään euroa. Euro on 100 senttiä.

Sähkön, magnetismin ja säteilyn yksiköt keksittiin pääosin 1800-luvulla, kun tutkijat oppivat mittaamaan niitä. Useimmille annettiin alun perin englannin kruunujärjestelmä, mutta nykyään on tavallista käyttää metrijärjestelmää.

Kysymyksiä ja vastauksia

Q: Mitä on mittaaminen?

V: Mittaaminen on prosessi, jossa käytetään numeroita kuvaamaan fyysistä suureen. Sitä voidaan käyttää kohteen koon, lämpötilan, painon ja muiden ominaisuuksien mittaamiseen.

K: Miten metri määriteltiin ennen vuotta 1982?

V: Ennen vuotta 1982 metri määriteltiin erityisellä metallitangolla olevien kahden merkin väliseksi etäisyydeksi.

K: Mitkä ovat kolme mittayksikköjärjestelmää?

V: Kolme mittayksikköjärjestelmää ovat brittiläinen imperial-järjestelmä, Yhdysvaltain tavanomainen järjestelmä ja metrijärjestelmä eli SI-järjestelmä.

K: Kuinka monta tuumaa on yhdessä jalassa?

V: Yhdessä jalassa on 12 tuumaa.

K: Kuinka monta unssia on yhdessä punnassa?

V: Yhdessä punnassa on 16 unssia.

K: Kuinka monta senttimetriä on yhdessä metrissä?

V: Yhdessä metrissä on 100 senttimetriä.

K: Miten ajan mittaaminen eroaa muista mittauksista?

V: Ajan mittaaminen ei noudata muiden mittausten kaavaa, sillä se perustuu sekagesimaalijärjestelmään, jonka mukaan 60 sekuntia on yksi minuutti ja 60 minuuttia yksi tunti.