측정단위

Unit of measurement
측정 수준과 혼동하지 않도록 합니다.
"단위 측정"은 여기로 리디렉션됩니다. 기타 용도는 측정 단위(동음이의도)를 참조하십시오.
"가중치와 측정"은 여기로 리디렉션됩니다. 기타 용도에 대해서는 가중치 및 측도(동음이의도)를 참조하십시오.
런던 세븐 시스터즈에 있는 전 도량형 사무소
측정 단위, 파도바의 팔라초 델라 라기오네

측정 단위는 관례 또는 법률에 의해 정의되고 채택된 수량의 일정한 크기로, 동일한 종류의 수량을 측정하기 위한 기준으로 사용됩니다.[1] 그러한 종류의 다른 양은 측정 단위의 배수로 표현될 수 있습니다.[2]

예를 들어, 길이는 물리적인 양입니다. 미터(기호)는 정해진 길이를 나타내는 길이의 단위입니다. 예를 들어, "10 미터" (또는 10 미터)를 언급할 때, 실제로 의미하는 것은 "미터"라고 불리는 확실한 미리 정해진 길이의 10배입니다.

측정 단위의 정의, 일치 및 실제 사용은 초기부터 현재까지 인류의 노력에 중요한 역할을 했습니다. 다양한 장치 시스템이 매우 일반적이었습니다. 이제 미터법의 현대적인 형태인 국제 단위 시스템(SI)이라는 세계적인 표준이 있습니다.

무역에서 가중치와 조치는 종종 공정성과 투명성을 보장하기 위해 정부의 규제의 대상이 됩니다. 국제도량형국(BIPM)은 측정의 전 세계적인 균일성과 국제단위계(SI)에 대한 추적 가능성을 보장하는 임무를 맡고 있습니다.

계측학은 국내 및 국제적으로 인정되는 측정 단위를 개발하는 과학입니다.

물리학과 도량형에서 단위는 유용하기 위해 명확한 정의가 필요한 물리량을 측정하기 위한 표준입니다. 실험 결과의 재현성은 과학적 방법의 중심입니다. 표준 단위 시스템은 이를 용이하게 합니다. 단위의 과학적 시스템은 역사적으로 상업적 목적으로 개발된 무게와 측정의 개념을 개선한 것입니다.[3]

과학, 의학 및 공학에서는 일상 생활에서 사용되는 측정 단위보다 크고 작은 측정 단위를 사용하는 경우가 많습니다. 측정 단위를 현명하게 선택하면 연구자가 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다(예: 치수 분석 참조).

사회과학에서는 측정의 표준 단위가 없고 심계측학과 컨조인트 측정 이론에서 측정의 이론과 실무를 연구하고 있습니다.

역사

참고 항목: 측정 § 이력 단위 체계
자세한 정보: 측정이력

측정 단위는 물리적 속성의 표준화된 양으로 해당 속성의 발생량을 표현하는 요인으로 사용됩니다. 측정 단위는 인간이 발명한 초기 도구 중 하나였습니다. 원시 사회는 적절한 크기와 형태의 주거지를 건설하거나, 옷을 만들거나, 음식이나 원재료를 물물교환하는 등 많은 작업을 위해 기본적인 조치가 필요했습니다.

가장 초기에 알려진 균일한 측정 시스템은 모두 기원전 4-3천년경에 메소포타미아, 이집트, 인더스 계곡의 고대 민족들 사이에서 만들어진 것으로 보이며, 아마도 페르시아의 엘람도 마찬가지일 것입니다.

무게와 측도는 성경에 언급되어 있습니다(레위기 19:35–36). 정직하고 공정한 조치를 취하라는 계명입니다.

1215년 영국 남작들이 요한 왕의 인장을 새긴 마그나 카르타(대헌장)에서, 요한 왕은 35절에서 "우리 영토 전체에 포도주 한 뼘이 있어야 하며, 에일 한 뼘과 옥수수 한 뼘이 있어야 한다. 런던 사분지, 그리고 염색과 뤼세트와 호버크 천의 한 폭이 있어야 한다. 자기보다 두개 아래에 있는 두개의 암.."

21세기를 기준으로 미국의 관습제도, 제국제도, 국제제도 등 전 세계적으로 다수의 단위제도가 사용되고 있습니다. 그러나 미국은 산업화된 나라 중에서 적어도 대부분 미터법으로 전환하지 않은 유일한 나라입니다. 보편적으로 수용 가능한 단위 체계를 개발하기 위한 체계적인 노력은 1790년 프랑스 국회가 프랑스 과학 아카데미에 그러한 단위 체계를 마련하라고 촉구한 때로 거슬러 올라갑니다. 이 제도는 프랑스에서 급속하게 발전했지만 1875년 17개국이 미터협약조약을 체결할 때까지 보편적으로 수용되지 않았던 미터법의 전신이었습니다. 이 조약이 체결된 후, 일반 도량형 회의(CGPM)가 설립되었습니다. CGPM은 1954년 제10차 도량형회의에서 채택된 현재의 SI를 생산했습니다. 현재 미국은 SI와 미국 관습체계를 모두 사용하는 이중체계 사회입니다.[4][5]

단위계

주 기사: 측정계

일부 수량에 대해 단일 측정 단위를 사용하는 것은 명백한 단점이 있습니다. 예를 들어, 두 도시 사이의 거리와 바늘 길이에 대해 동일한 단위를 사용하는 것은 비현실적입니다. 따라서 역사적으로 그들은 독립적으로 발전할 것입니다. 큰 수나 작은 분수를 읽기 쉽게 만드는 한 가지 방법은 단위 접두사를 사용하는 것입니다.

그러나 어느 시점에서는 두 장치를 연결해야 할 필요성이 발생할 수 있으며, 결과적으로 한 장치를 다른 장치를 정의하는 것으로 선택하거나 그 반대의 경우도 있습니다. 예를 들어, 1인치는 보리 옥수수로 정의될 수 있습니다. 측정 시스템은 측정 단위와 서로 관련된 규칙의 집합입니다.

과학이 발전함에 따라 길이와 무게, 부피와 같은 다양한 양의 측정 시스템을 연관시켜야 할 필요성이 생겼습니다. 서로 다른 전통적인 시스템을 서로 연관시키려는 노력은 많은 불일치를 드러냈고, 새로운 단위와 시스템의 발전을 가져왔습니다.

유닛의 시스템은 국가마다 다릅니다. 다른 시스템들 중 일부는 센티미터 그램 초, 피트 파운드 초, 미터 킬로그램 초 시스템과 국제 단위계, SI를 포함합니다. 세계에서 사용되는 다양한 단위계 중에서 가장 널리 사용되고 국제적으로 받아들여지는 것은 SI입니다. 기본 SI 단위는 두 번째, 미터, 킬로그램, 암페어, 켈빈, 몰 및 칸델라이며 다른 모든 SI 단위는 이러한 기본 단위에서 파생됩니다.[6][7]: 132

현대에 사용되는 측정 시스템에는 미터법, 제국법 및 미국 관습 단위가 포함됩니다.

전통적인 시스템

역사적으로 사용되어 온 많은 측정 시스템은 인체의 치수에 어느 정도 기반을 두고 있었습니다. 인간 단위라고 할 수 있는 그러한 단위에는 팔뚝의 길이를 기준으로 한 큐빗, 보폭의 길이를 기준으로 한 속도, 그리고 발과 손이 포함됩니다. 결과적으로 측정 단위는 위치마다 다를 뿐만 아니라 사람마다 다를 수 있습니다. 인간의 신체를 기반으로 하지 않는 단위는 소 팀이 작업할 수 있는 땅의 양을 기반으로 하는 퍼롱이나 에이커의 경우와 마찬가지로 농업을 기반으로 할 수 있습니다.

미터법

주 기사: 국제단위계

단위의 미터법은 1791년 프랑스에서 최초의 미터법이 채택된 이후 발전해 왔습니다. 현재 국제 표준 미터법은 국제 단위 시스템(약칭 SI)입니다. 현대 시스템의 중요한 특징은 표준화입니다. 각 장치에는 보편적으로 인정되는 크기가 있습니다.

1860년 토스카나가 현대 이탈리아의 일부가 된 계량의 예(예: "리브라" 1개 = 339.54g)

제국 단위와 미국의 관습 단위는 모두 이전의 영어 단위에서 유래합니다. 제국 단위는 대부분 영국 연방과 전 대영제국에서 사용되었습니다. 미국의 관습적인 단위는 과학, 의학, 산업의 많은 부문, 정부와 군사의 일부를 제외한 미국에서 사용되는 주요 측정 시스템이며, 의회가 1866년 7월 28일에 미터법을 법적으로 승인했음에도 불구하고 여전히 사용됩니다.[8] 미국 미터법을 향한 몇 가지 단계가 이루어졌는데, 특히 SI 단위에서 정확히 도출하기 위해 기본적인 미국 및 제국 단위를 재정의하는 것이 가장 중요합니다. 1959년 국제 야드와 파운드 협정 이후 미국과 제국 인치는 정확히 0.0254 m로, 미국과 제국의 아보르두포이 파운드는 정확히 0.45359237 kg으로 정의됩니다.[9]

자연계

메인기사 : 자연단위

위의 단위 체계가 표준으로 공식화된 임의의 단위 값에 기반한 반면, 물리학의 자연 단위는 물리적 원리에 기반하거나 물리 방정식을 더 쉽게 작업할 수 있도록 선택됩니다. 예를 들어 원자 단위(au)는 원자 물리학에서 파동 방정식을 단순화하도록 설계되었습니다.[10]

과학에서 일부 특이하고 비표준적인 단위를 만날 수 있습니다. 여기에는 태양 질량(2×1030 kg), 메가톤(100만 톤의 트리니트로톨루엔, TNT를 폭발시켜 방출되는 에너지) 및 전자 볼트가 포함될 수 있습니다.

도량형의 법적 통제

소매 사기의 발생을 줄이기 위해 많은 국가 법령에서 사용될 수 있는 가중치와 조치(따라서 "법령 조치")에 대한 표준 정의를 가지고 있으며, 이를 법률 담당자가 확인합니다.[citation needed]

친숙한 개념과의 비공식 비교

주 기사: 비정상적인 측정 단위 목록

비공식적인 설정에서 수량은 익숙한 개체의 배수로 설명될 수 있으며, 이는 공식 단위 시스템의 값보다 컨텍스트화가 더 쉬울 수 있습니다. 예를 들어, 한 출판물은 외국의 한 지역을 독자층에 해당하는 지역의 면적의 배수로 설명할 수 있습니다. 특정 개념이 자주 사용되는 경향으로 인해 단위가 느슨하게 정의된 "시스템"이 발생할 수 있습니다.[11][12]

기준 및 파생 단위

주품 : 측정기준단위

대부분의 양에서 단위는 해당 물리량의 값을 전달하는 데 필요합니다. 예를 들어, 어떤 종류의 단위를 사용하지 않고 특정 길이를 누군가에게 전달하는 것은 불가능합니다. 왜냐하면 주어진 값을 이해하는 데 사용되는 참조 없이는 길이를 설명할 수 없기 때문입니다.

그러나 모든 수량이 자체 단위를 필요로 하는 것은 아닙니다. 물리법칙을 이용하여 양의 단위는 다른 양의 단위의 조합으로 표현할 수 있습니다. 따라서 작은 단위 세트만 필요합니다. 이 단위는 기본 단위로 사용되고 다른 단위는 파생 단위로 사용됩니다. 따라서 기본 단위는 다른 양과 독립적인 양의 단위이며 길이, 질량, 시간, 전류, 온도, 광도 및 물질의 양의 단위입니다. 유도된 단위는 기본 수량에서 유도된 수량의 단위이고 유도된 단위 중 일부는 속도, 작업, 가속도, 에너지, 압력 등의 단위입니다.[6]

서로 다른 단위 시스템은 기본 단위 및 파생 단위를 포함한 관련 단위 집합의 서로 다른 선택을 기반으로 합니다.

물리량성분

이 섹션은 물리량 § 구성요소에서 발췌한 내용입니다.[편집]

ISO 80000-1에 [13]따라 물리량의 값이나 크기는 해당 양의 단위에 대한 비교로 표시됩니다. 물리량 Z의 값은 수치 {Z}(순수)와 단위 [Z]의 곱으로 표시됩니다.

예를 들어, Z를 "2m"라고 가정하고,{ = 2 \{\} = 2는 수치이고 [Z] = 미터 {\displaystyle [Z] =\mathrm {meter}가 단위입니다. 반대로 임의의 단위로 표현된 수치는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

곱셈 부호는 공식의 과학적 표기법에서 변수 사이에서 제외되는 것과 마찬가지로 일반적으로 제외됩니다. 양을 표현하기 위해 사용되는 규칙을 양 미적분학이라고 합니다. 공식에서 단위 [Z]는 일종의 물리적 차원의 특정 크기인 것처럼 취급될 수 있습니다. 이 처리에 대한 자세한 내용은 치수 분석을 참조하십시오.

차원동질성

주 기사: 차원동질성

단위가 같은 유형인 경우에만 추가하거나 뺄 수 있지만 조지 가모프가 설명한 것처럼 단위는 항상 곱하거나 나눌 수 있습니다. Z를 "2m"로 W{\W}를 "3초"로 설정합니다.

]6\,\} \mathrm

장치에는 다음과 같은 특정 규칙이 적용됩니다.

  • 비슷한 용어만 추가할 수 있습니다. 단위가 스스로 분할되면 분할은 단위가 없는 단위를 산출합니다. 서로 다른 두 단위를 곱하거나 나누면 결과는 단위의 조합으로 참조되는 새로운 단위가 됩니다. 예를 들어, SI에서 속도의 단위는 미터/초입니다. 치수 분석을 참조하십시오. 단위는 지수(예2: m/s2)를 사용하여 단위를 생성할 수 있습니다. 간단히 말하면, 단위는 지수의 법칙을 따릅니다. (지수화 참조)
  • 일부 장치에는 특별한 이름이 있지만 이 이름은 동등하게 취급되어야 합니다. 예를 들어, 1 뉴턴(N)은 1kg ⋅m/s에 해당합니다. 따라서, 예를 들어, 표면 장력의 단위는 N/m(미터당 뉴톤) 또는 kg/s2(초당 킬로그램)로 지칭될 수 있습니다.

측정단위 환산

이 섹션은 단위 변환에서 발췌한 내용입니다.[편집]
단위의 변환은 수량에 대한 서로 다른 측정 단위 간의 변환으로, 일반적으로 수량을 변경하지 않고 수량이 표현되는 단위를 변경하는 곱셈 변환 계수를 통해, 이것은 종종 수량을 동일한 물리적 특성을 설명하는 상응하는 수량으로 대체하는 것을 포함하기 위해 느슨하게 취해지지만, 단위 변환은 시스템의 일관성과 10의 승수 역할을 하는 메트릭 접두사 때문에 메트릭 또는 SI 내에서 다른 것보다 더 쉽습니다.

실세계적 함의

합의된 단위의 중요성을 보여주는 한 가지 예는 1999년 9월 NASA 화성 기후 궤도선의 실패인데, 이 궤도선은 힘의 가치에 대한 잘못된 통신 때문에 궤도에 진입하는 대신 실수로 파괴되었습니다: 다른 컴퓨터 프로그램들은 다른 측정 단위(뉴턴 대 파운드 힘)를 사용했습니다. 상당한 노력과 시간, 돈이 낭비되었습니다.[14][15]

1999년 4월 15일 상하이에서 서울로 가는 대한항공 화물 6316편이 승무원이 타워 지침(미터 단위)과 고도계 측정값(피트 단위)을 혼동하여 분실되었습니다. 지상에 있던 선원 3명과 5명이 숨졌습니다. 37명이 다쳤습니다.[16][17]

1983년, 보잉 767 항공기(조종사의 활공 기술 덕분에 안전하게 착륙하여 Gimli Glider로 알려짐)는 미터법을 사용하는 에어 캐나다의 첫 번째 항공기의 연료 공급을 파악하는 데 두 번의 실수로 인해 비행 중 연료가 떨어졌습니다.[18] 이번 사고는 미터법과 제국법의 동시 사용으로 인한 혼란과 질량과 부피 측정의 혼란이 동시에 발생한 결과였습니다.

1480년대에 대서양 횡단을 계획할 때 콜럼버스는 아랍어 추정치 56 ⅔ 마일에서 1도의 크기로 언급된 마일이 실제로 훨씬 짧은 이탈리아 마일인 1,480 미터와 동일하다고 잘못 생각했습니다. 따라서 정도의 크기와 지구 둘레에 대한 그의 추정치는 약 25%로 너무 작았습니다.[19]: 1 : 17

참고 항목

메모들

해설주

인용

  1. ^ "measurement unit". International Vocabulary of Metrology – Basic and General Concepts and Associated Terms (VIM) (PDF) (in English and French) (3rd ed.). Joint Committee for Guides in Metrology. 2008. pp. 6–7. Archived from the original (PDF) on 7 June 2011..
  2. ^ "Units of Measurement". www.ibiblio.org.
  3. ^ "1.3 The Language of Physics: Physical Quantities and Units Texas Gateway". www.texasgateway.org.
  4. ^ Yunus A. Çengel; Michael A. Boles (2002). Thermodynamics: An Engineering Approach (Eighth ed.). McGraw Hill. p. 996. ISBN 9780073398174.
  5. ^ Dodd, Richard (2012). Using SI Units in Astronomy. Cambridge University Press. p. 246. doi:10.1017/CBO9781139019798. ISBN 9780521769174.
  6. ^ a b "Measurement in Physics & SI units of Measurement". HelpYouBetter. 15 November 2018. Retrieved 15 August 2019.
  7. ^ "9th edition of the SI Brochure". BIPM. 2019. Retrieved 20 May 2019.
  8. ^ "US Metric Act of 1866". Archived from the original on 10 October 2014. 2007년 8월 9일자 공법 110-69에 의해 개정됨
  9. ^ "NIST Handbook 44 Appendix B". National Institute of Standards and Technology. 2002. Archived from the original on 13 February 2007. Retrieved 18 February 2007.
  10. ^ Hartree, D. R. (1928). "The Wave Mechanics of an Atom with a Non-Coulomb Central Field. Part I. Theory and Methods". Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. Vol. 24, no. 1. Cambridge University Press. pp. 89–110. Bibcode:1928PCPS...24...89H. doi:10.1017/S0305004100011919.
  11. ^ Marsh, David (17 May 2010). "Mind your language: Wales, Belgium and other units of measurement". the Guardian. Retrieved 30 August 2018.
  12. ^ "Size of Wales". The Economist. Retrieved 30 August 2018.
  13. ^ "ISO 80000-1:2009(en) Quantities and units — Part 1: General". iso.org. Retrieved 12 May 2023.
  14. ^ "Unit Mixups". US Metric Association. Archived from the original on 23 September 2010.
  15. ^ "Mars Climate Orbiter Mishap Investigation Board Phase I Report" (PDF). NASA. 10 November 1999. Archived from the original (PDF) on 16 March 2011.
  16. ^ "Korean Air Flight 6316" (Press release). NTSB. Archived from the original on 6 October 2006.
  17. ^ "Korean Air incident". Aviation Safety Net. Archived from the original on 31 July 2013.
  18. ^ Witkin, Richard (30 July 1983). "Jet's Fuel Ran Out After Metric Conversion Errors". The New York Times. Retrieved 21 August 2007. Air Canada said yesterday that its Boeing 767 jet ran out of fuel in mid-flight last week because of two mistakes in figuring the fuel supply of the airline's first aircraft to use metric measurements. After both engines lost their power, the pilots made what is now thought to be the first successful emergency dead stick landing of a commercial jetliner.
  19. ^ 넌, 조지 엠라. "콜럼버스의 지리학적 개념: 네 가지 문제에 대한 비판적 고찰" 14번. 뉴욕: 미국 지리학회, 1924.1–217-18

외부 링크

위키미디어 커먼즈에는 측정 단위와 관련된 미디어가 있습니다.

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