Metrická soustava

Popis

Metrický systém je desítkový systém měření. Tato soustava má pro každou veličinu měrné jednotky. Názvy většiny měrných jednotek v metrické soustavě mají dvě části. Jednu část tvoří název jednotky a druhou část předpona. Například v názvu "centimetr" je slovo "centi" předponou a slovo "metr" je názvem jednotky. Někdy, jako například u metru, litru a gramu, předpona chybí.

V metrické soustavě mají všechny jednotky "symbol". Symboly jsou zkráceným způsobem zápisu názvů jednotek. Všechny země na světě používají pro jednotky stejný symbol, i když mohou mít různé způsoby zápisu celého názvu jednotky. Například

• Ve Spojeném království se píše "kilometr".
• Ve Spojených státech se píše "kilometr".
• V Portugalsku se píše "quilómetro".
• Ve Vietnamu se píše "một kí lô mét".
• V Řecku se píše "χιλιόμετρα".
• V Rusku se píše "километр".
• V Číně se píše "公里", "千米" nebo "粁".
• V Japonsku se píše "キロ" nebo "㌔".
• V Jižní Koreji se píše "킬로미터".
• Všichni používají symbol "km" pro "kilometr".

Názvy jednotek

Metrický systém byl poprvé vyvinut ve Francii během Francouzské revoluce. Francouzský zákon z roku 1795 definoval pět měrných jednotek. Tři z nich se používají dodnes. Jsou to metr, který je jednotkou délky, gram, který je jednotkou hmotnosti, a litr, který je jednotkou objemu. Od té doby bylo vyvinuto mnoho dalších měrných jednotek a mnoho definic se změnilo. Metrická soustava nyní obsahuje jednotky pro měření energie, výkonu, síly, elektrického proudu, radioaktivity a mnoho dalších. Níže jsou uvedeny nejčastěji používané měrné jednotky v metrické soustavě.

• Délka

V metrickém systému se délka měří v metrech. Symbolem pro metr je písmeno "m". Metr byl původně definován jako ^1⁄10 _{000 000} vzdálenosti mezi severním pólem a rovníkem na poledníku procházejícím Paříží. V roce 1799 byla vyrobena platinová tyč, která se rovnala této délce a stala se "prototypem metru".

• Svazek

V metrické soustavě se objem měří v litrech. Symbol pro litr je "L". V roce 1795 francouzská vláda definovala jeden litr jako stejný objem jako objem krychle o straně 10 cm.

• Hromadné

V metrické soustavě se hmotnost měří v gramech. Symbolem pro gram je písmeno "g". V roce 1795 francouzská vláda definovala gram jako hmotnost jednoho krychlového centimetru vody při bodu tuhnutí ledu. To bylo obtížné změřit, a proto v roce 1799 francouzská vláda vytvořila "prototyp kilogramu" (1 000 gramů nebo 35 uncí) hmotnosti.

• Teplota

V metrické soustavě se teplota měří ve stupních Celsia. Symbol pro stupně Celsia je "°C". Voda mrzne při teplotě "0 °C" a vře při teplotě "100 °C".

• Čas

V metrické soustavě je jednotkou času sekunda. Sekundu jako součást metrické soustavy poprvé použil Carl Friedrich Gauss v roce 1832.

Definice jednotek se často mění. V roce 1960 byla změněna definice metru. Od té doby je definován podle rychlosti světla. V roce 2019 je kilogram nově definován z hlediska Planckovy konstanty.

Předpony

Pokud jsou čísla příliš velká nebo příliš malá, metrický systém používá předpony, které usnadňují pochopení čísel.

milli

Předpona mili se používá k označení, že měření je ^1⁄1000 (nebo 0,001) základní hodnoty:

·         V jednom gramu je 1000 miligramů (mg).

·         Jeden metr má 1000 milimetrů (mm).

·         V jednom litru je 1000 mililitrů (ml).

centi

Předpona centi se používá k označení, že měření je ^1⁄100 (nebo 0,01) základní hodnoty:

·         Jeden metr má 100 centimetrů (cm).

·         V jednom litru je 100 centilitrů (cL).

kilo

Předpona kilo se používá k vyjádření toho, že měření je 1000krát větší než základní měření:

·         V jednom kilogramu (kg) je 1000 gramů.

·         Jeden kilometr (km) měří 1000 metrů.

Existuje mnoho dalších předpon. Některé z nich jsou:

mikro, což znamená jedna miliontina (^1⁄1 _{000 000)}. Symbolem pro "mikro" je řecké písmeno μ (zvané "mu").

deci, což znamená jedna desetina (^1⁄10). Symbol pro "deci" je "d".

mega, což znamená jeden milion (1 000 000). Symbol pro "mega" je "M". Je třeba dávat pozor, aby nedošlo k záměně "m" (pro "mili") a "M" (pro "mega").

Dopravní značka na čínské dálnici poblíž Pekingu. Značka používá mezinárodní symbol "km" pro "kilometry".


Jeden litr má stejný objem jako krychle o hraně 10 cm. Jeden kilogram odpovídá přibližně hmotnosti jednoho litru vody při teplotě tání ledu.


Teploměr kalibrovaný ve stupních Celsia. Voda mrzne při teplotě 0 °C a vře při teplotě 100 °C.

Jak velký

Tyto tabulky pomohou odhadnout velikost různých délek nebo hmotností v metrické soustavě. V těchto tabulkách:

• Slovo "Imperial" je zkratkou pro imperiální jednotky, což jsou jednotky, které se tradičně používají ve Spojeném království.
• Slovo "Customary" je zkratkou pro americké obvyklé jednotky, což jsou měrné jednotky tradičně používané ve Spojených státech.

Délka

Metrická jednotka	Imperial/CustomaryEquivalent	Jak velký
1 km	0,621 míle1094 yardů	The Mall (od Trafalgarského náměstí po Buckinghamský palác) Niagarské vodopády (od břehu k břehu)
100 m	109 yardů	Délka fotbalového hřiště, fotbalového hřiště nebo ragby Délka vlaku se čtyřmi vagóny
10 m	33 stop	Šířka tenisového kurtu (10,97 m)
1 m100 cm	1,0936 yd3 ,281 ft39 ,37 palce	Délka baseballové pálky (maximálně = 1,067 m) Délka kriketové pálky (maximálně = 0,965 m)
10 cm	4 v	Šířka lidské dlaně
10 mm1 cm	2⁄5 palce	Šířka průměrného žaludu
1 mm	0,04 in	Tloušťka džínové tkaniny
100 μm	0,004 in	Tloušťka papíru pro fotokopírky

Hromadné

Metrická jednotka	Imperial/CustomaryEquivalent	Jak velký
1000 kg (1 tuna)	2205 lb0 ,984 tuny (Velká Británie) 1,102 tuny (USA)	Malé motorové vozidlo - například s motorem o objemu 1,0 až 1,2 l.
100 kg	221 lb	Velký muž - přibližně 15 % bílých mužů v USA váží více než 100 kg.
10 kg	22,05 lb	Průměrná hmotnost 12měsíčního dítěte
1 kg	2.205 lb	Jeden litr nápoje (bez započtení hmotnosti nádoby)
100 g	3 3⁄4 oz	Těžší než tenisový míček (~58 g), ale lehčí než kriketový míček (~160 g) nebo baseballový míček (~145 g).
10 g	2⁄5 oz	Velká mince $0.50 - 11.34 g £2.00 - 12.0 g €2.00 - 8.50 g
1 g	15,4 zrna	Dvě arašídová semínka

Čtyři měřicí přístroje pro každodenní použití, které mají metrickou kalibraci: metr kalibrovaný v centimetrech, teploměr kalibrovaný ve stupních Celsia, kilogramové závaží a elektrický multimetr, který měří volty, ampéry a ohmy.

Britský a americký pravopis

Některé názvy v metrickém systému se v britské a americké angličtině píší jinak.

• Slovo metrum se používá v britské angličtině, zatímco slovo meter v americké angličtině.
• Slovo litr se používá v britské angličtině, zatímco slovo litr v americké angličtině.
• Slovo gram se používá v britské i americké angličtině. V britské angličtině se může používat také slovo gramme, ale mnoho Britů ho považuje za staromódní.

Správa metrického systému

Úmluva o metrech

V roce 1875 se v Paříži sešli zástupci vlád dvaceti různých zemí, aby jednali o mírách a váhách. Sedmnáct zemí podepsalo smlouvu o mírách a váhách. Smlouva byla nazvána "Úmluva o metru. Podepsaly ji tyto země: Argentinská konfederace, Belgie, Brazílie, Dánsko, Francie, Itálie, Německo, Peru, Portugalsko, Rakousko-Uhersko, Rusko, Španělsko, Švédsko a Norsko, Švýcarsko, Turecko, Spojené státy a Venezuela. Dohodly se na:

• zřídit mezivládní organizaci, která by smlouvu spravovala. Tato organizace byla nazvána Mezinárodní úřad pro míry a váhy (BIPM).
• Francie měla být zodpovědná za získání vhodných prostor pro BIPM. Tyto prostory by se staly neutrálním územím. Na místě by byly umístěny kanceláře a laboratoře BIPM.
• Vyrobit 40 stejných kopií kilogramu. Jedna byla vybrána jako prototyp (nebo primární kopie). Tento exemplář byl znám jako "mezinárodní prototyp kilogramu". Nahradil Kilogramme des archives jako primární kopie kilogramu na světě. Kilogramme des archives bude uchováván v prostorách BIPM.
• Vytvořit 30 stejných kopií metru. Jedna z nich byla vybrána jako prototypová (nebo primární) kopie. Tento exemplář byl znám jako "mezinárodní prototyp metru". Nahradila Metre des archives jako primární kopii metru na světě. Metre des archives bude uchováván v prostorách BIPM.
• Předat každé zemi jeden exemplář metru a jeden exemplář kilogramu. Ty by se nazývaly "národní prototyp metru" a "národní prototyp kilogramu".
• V pravidelných intervalech porovnávat národní prototypy v metrech a kilogramech s mezinárodními prototypy.
• Podporovat používání metrického systému.

Spojené království a Nizozemsko se konference zúčastnily, ale smlouvu tehdy nepodepsaly. Po dalším zvažování Spojené království smlouvu v roce 1884 podepsalo a Nizozemsko se stalo členem v roce 1929.

V roce 1889 byly kopie kilogramu a metru připraveny k předání jednotlivým zemím, které podepsaly smlouvu.

Kongres Spojených států smlouvu ratifikoval v roce 1878. Spojené království podepsalo smlouvu v roce 1884. Žádná ze zemí nepřijala zákony, které by stanovily povinnost používat metrický systém.

V roce 1921 byla Metrová konvence rozšířena na všechna fyzikální měření včetně měření času, elektřiny a teploty.

V roce 1960 vydala BIPM "Mezinárodní soustavu jednotek" (neboli SI). SI zpřesnila řadu oblastí metrické soustavy, zejména v oblasti vědy a techniky. BIPM také standardizovala způsob zápisu SI, který byl stejný pro všechny jazyky.

Pečeť BIPM

Historie

V americké pintě je 16 amerických tekutých uncí, ale v imperiální pintě je 20 britských tekutých uncí. Americká tekutá unce je větší než imperiální tekutá unce, ale imperiální pinta je větší než americká pinta. V roce 1700 byla tato situace běžná v celé Evropě. Každá země měřila délku, hmotnost a objem svým vlastním způsobem. Někdy různé země nebo města používaly stejný název pro různé míry. Někdy měla různá města ve stejné zemi různé způsoby měření. V roce 1789 existovalo ve Francii čtvrt milionu různých jednotek hmotnosti a míry.

Francouzská revoluce

Během Francouzské revoluce se francouzští vědci rozhodli, že by bylo lepší zavést nový systém měr a vah. Tento systém by byl stejný ve všech francouzských provinciích a městech. Rozhodli také, že bude jednodušší, když se v novém systému bude používat desítka místo dvanáctky, šestnáctky nebo dvacítky, protože lidé běžně počítají v desítkách. Nový systém se stal oficiálním systémem měření ve Francii v roce 1799. Jeden z francouzských vůdců, markýz de Condorcet, prohlásil, že "[metrický systém] je pro všechny lidi na věčné časy".

Rozhodli, že nový systém bude platit pro všechny na Zemi a že nová jednotka délky se bude nazývat "metr". Rozhodli, že mezi severním pólem a rovníkem bude 10 000 kilometrů. V letech 1791 až 1798 změřili dva zeměměřiči, Pierre Méchain a Jean-Baptiste Delambre, vzdálenost mezi městy Dunkerque a Barcelona pomocí starých francouzských jednotek a k měření zeměpisných šířek použili hvězdy. Na základě těchto údajů zjistili, že délka metru by měla být 443,296 lignes. V roce 1798 vyrobili francouzští vědci tyč z platiny, která byla dlouhá přesně jeden metr. Tuto tyč uložili do francouzského archivu. Byla nazvána metr des archives. Lidé, kteří si vyrobili metrová pravítka, si mohli ověřit, že jejich pravítka mají stejnou délku jako metre des archives. Jiní vědci vyrobili kilogramové závaží z platiny, které bylo rovněž uloženo do archivu. Toto závaží se nazývalo kilogram des archives.

První pokus o metrizaci Francie

V roce 1799 byl metrický systém v oblasti kolem Paříže zaveden jako povinný, což znamená, že jej lidé museli používat ze zákona. To způsobilo mnoho zmatků, protože policie prosazovala nové míry, ale zákazníci dávali přednost starým. Majitelé obchodů tak museli mít obě míry. Lidé se začali obávat, že nová opatření jsou využívána k jejich podvádění. Politici se snažili lidi vzdělávat a přesvědčovat, aby používali metrický systém, ale lidé metrický systém odmítali. V roce 1800 se vláda pokusila učinit systém přijatelným tím, že změnila názvy jednotek zpět na jednodušší názvy používané před metrizací. Například decimetr, centimetr a milimetr byly přejmenovány na palme (ruka), doigt (prst) a trait (stopa).

V roce 1799 se Napoleon stal vůdcem Francie. Do roku 1812 si podmanil většinu Evropy. V zemích, které dobyl, zavedl metrický systém. V roce 1815 byl poražen v bitvě u Waterloo. Po Napoleonově porážce začala většina zemí opět používat své staré měrné soustavy.

V této době byl ve Francii stále oficiálním měrným systémem metrický systém. A stále se používaly zjednodušené názvy jednotek. Francouzi však nadále používali míry, na které byli zvyklí. Francouzská vláda se snažila lidi přesvědčit, aby přešli na novou měrnou jednotku. Sériově vyráběla metrická pravítka. Snažila se naučit lidi používat metrické míry a nařídila policii trestat lidi, kteří nechtěli spolupracovat. Nakonec se vláda přestala snažit a metrický systém stáhla.

Francie opouští metrický systém

12. února 1812 přestala Francie používat metrický systém a začala používat nový systém zvaný mesures usuelles. Nový systém byl založen na mnoha starých předmetrických jednotkách. Staré jednotky byly nově definovány jako kulatá čísla nebo zlomky stažených metrických jednotek. Například livre (libra) byla znovu zavedena a změněna ze 489 gramů na 500 gramů. Jednotka toise byla nově definována jako 2 metry. Toise obsahoval 6 pied (stop), změnil se z 324,8 mm na ^1⁄3 metru (333,33 mm). Pied měl 12 pouces (palců) a pouce měla 12 lignes.

Druhý pokus o metrizaci Francie

V roce 1837 byly ve Francii obnoveny zákony o metrikaci. A v roce 1840, téměř 50 let po prvním zavedení, se tento systém stal povinným v celé Francii.

Širší přijetí metrického systému

V devatenáctém století začalo mnoho malých zemí vzájemně spolupracovat. V roce 1815 vzniklo ze sedmnácti malých států Nizozemské království. Každý stát měl svůj vlastní systém měření. V roce 1820 se rozhodli, že bude lepší, když budou všichni používat metrický systém.

V roce 1815 vznikla Německá konfederace. Jednalo se o sdružení 39 různých států. Každý stát měl svůj vlastní systém měření. V roce 1834 Německý spolek vytvořil celní unii zvanou Zollverein. V roce 1851 se Zollverein rozhodl používat pro obchod mezi jednotlivými státy metrické jednotky. V roce 1871 se většina států Německého spolku spojila do Německého císařství. Německé císařství nadále používalo metrický systém.

Ve stejném roce vznikla z velkého počtu malých států také Itálie. Itálie se také rozhodla používat metrický systém, místo aby si zvolila některý ze starých měrných systémů.

V roce 1875 již mnoho evropských a latinskoamerických zemí používalo metrický systém. Mezi tyto země patřily Francie, Německo, Itálie, Španělsko, Portugalsko, Brazílie, Mexiko, Argentina, Peru a Kolumbie. V letech 1875 až 1914 začalo metrický systém používat mnoho dalších zemí včetně Norska, Švédska, Dánska, Finska, Paraguaye, Filipín a Vietnamu. V roce 1917, během bolševické revoluce, přijal metrický systém SSSR (dnešní Rusko). Do začátku druhé světové války přijala metrický systém většina neanglicky mluvících zemí.

Spojené státy americké

V roce 1866, poté, co většina jihoamerických zemí začala používat metrický systém, přijaly Spojené státy zákon, který umožňoval používat pro obchodování buď metrický systém, nebo obvyklé jednotky Spojených států. Před rokem 1893 byl yard definován jako délka "standardního jardu", který vedlo ministerstvo financí Spojených států. Libra byla definována jako hmotnost "standardní libry". V roce 1893 přijal Kongres Spojených států Mendenhallův řád. Tento příkaz definoval yard jako délku přesně ^3600⁄3937 metrů a libru jako hmotnost přesně 0,4535924277 kilogramu. Tento příkaz pouze změnil definice libry a jardu. Neměl žádný jiný dopad na život lidí.

V roce 1975 byl zákonem o metrickém přepočtu zahájen formální proces metrizace. Metrikace měla být dobrovolná. Měla ji koordinovat Rada pro metrický systém USA. V roce 1988 zákon Omnibus Trade and Competitiveness Act stanovil, že metrické jednotky musí být používány pro všechny federální projekty. Zákon se nevztahoval na státní projekty. Některé státy požadovaly, aby se metrické jednotky používaly, jiné státy však nikoli. Některá průmyslová odvětví přešla na používání metrických jednotek, ale jiná ne. Nealkoholické nápoje se prodávají v metrických jednotkách. Mléko se prodává v obvyklých jednotkách. Metrické jednotky se hojně používají při konstrukci automobilů. Letadla, jako je Boeing 787 Dreamliner, byla navržena převážně s použitím obvyklých jednotek.

Někteří lidé ve Spojených státech chtějí dokončit přechod na metrický systém. Říkají, že to všem usnadní život. Jiní lidé tvrdí, že to bude stát příliš mnoho peněz. Někteří lidé chtějí používat metrický systém, protože to usnadní vývoz zboží. Jiní lidé říkají, že metrizace může fungovat pouze tehdy, pokud všech padesát států metrikuje současně. K tomu nedojde, pokud se vedení neujme federální vláda.

Spojené království

V roce 1897 byl ve Spojeném království přijat zákon, který umožňoval používat pro obchodování buď metrický systém, nebo imperiální jednotky. Koncem 60. let 20. století směřovaly tři čtvrtiny britského vývozu do zemí, které používaly metrický systém. Lidé ve Spojeném království však stále používali imperiální jednotky. V roce 1969 byla zřízena Rada pro metrizaci, která měla pomoci Británii přejít na metrický systém. Každá společnost si musela hradit vlastní náklady. Některé společnosti přechodem na metrický systém ušetřily mnoho peněz, protože mohly vyrábět stejné zboží na vývoz jako pro prodej ve Velké Británii. Například téměř všechny automobily používají matice a šrouby metrických rozměrů. Jiné společnosti o peníze přišly, protože musely provést mnoho změn, ale neměly z nich žádný užitek.

Když byla v roce 1981 zrušena Metrická rada, většina státní správy a průmyslu přešla na metrický systém, ale mnoho každodenních věcí, jako například dopravní značky, se nezměnilo. Průzkum provedený v roce 2013 ukázal, že Britové v soukromém životě hojně používají jak metrické, tak imperiální jednotky.

Dřevoryt z roku 1800 vysvětlující nové desítkové míry ve Francii.


Metr byl původně definován jako jedna desetimiliontina vzdálenosti mezi severním pólem a rovníkem přes Paříž.

Související stránky

• Převod jednotek
• Mezinárodní soustava jednotek, popisuje pokročilejší aspekty metrické soustavy.