Definition internationaler Einheiten
Einheitensystem
Wenn Sie beispielsweise Ihre Körpergröße messen und 100 angeben, ist das Ergebnis bedeutungslos. Genauso bedeutungslos und für andere unverständlich, wenn Sie Ihr Körpergewicht mit 20 angeben. Neben der Zahl muss die Messung auch mit einer Einheit angegeben werden. Sagen Sie beispielsweise, Ihre Körpergröße betrage 2 Faden, dann ist 2 die Zahl und Faden die Einheit. Menschen, die mit Faden vertraut sind, verstehen diese Maßeinheit. Oder: Wenn Sie die Länge eines Tisches im Unterricht messen und 5 Spannen angeben, ist das Ergebnis für diejenigen verständlich, die Spannen als Einheit kennen.
Weltweit werden je nach lokalen Gepflogenheiten viele verschiedene Längeneinheiten verwendet. Beispielsweise war in England einst das Yard die gebräuchliche Längeneinheit, in Frankreich der Fuß und im alten Ägypten die Elle. Wer beispielsweise an die Längeneinheiten Spanne oder Faden gewöhnt ist und dann liest, dass der höchste Berg der Welt 10.000 Yards hoch ist, wird sicherlich verwirrt sein und sich die Höhe des Berges nicht mehr vorstellen können.
Eine Spanne ist der Abstand zwischen Daumen- und Zeigefingerspitze bei ausgestrecktem Arm. Eine Fadenlänge (1 Fathom) ist der Abstand zwischen Mittelfingerspitze und Armspitze bei ausgestreckter Hand. Ein Yard ist der Abstand zwischen der Nasenspitze des englischen Königs (1120 n. Chr.) und der Spitze seines ausgestreckten Arms. Ein Fuß (1 Foot) ist die Fußlänge von König Ludwig XIV., König von Frankreich. Eine Elle (1 Elle) ist der Abstand zwischen Ellbogen und Mittelfingerspitze bei ausgestrecktem Arm. Eine Spanne (1 Fathom), ein Yard (1 Yard) oder ein Fuß (1 Foot) ist ein Beispiel für eine Basiseinheit der Länge. Wenn die Länge eines Tisches fünf Spannen beträgt, ist die Tischlänge das Fünffache der Spannweite der Person, die ihn misst. In diesem Fall wird die menschliche Spannweite als Standardeinheit für die Längenmessung verwendet.
Es ist wichtig zu verstehen, dass der menschliche Körper wächst, daher können sich Spannweiten, Faden, Ellen, Fuß oder Yards verändern. Ebenso kann die Verwendung unterschiedlicher Einheiten bei Ungeübten Verwirrung stiften. Um genaue und zuverlässige Messungen zu erhalten, ist eine standardisierte Basisgröße erforderlich, die unveränderlich und reproduzierbar ist und somit weltweit Anwendung finden kann.
Internationales Einheitensystem
Das von Wissenschaftlern und Ingenieuren weltweit verwendete Einheitensystem wurde ursprünglich als metrisches System bezeichnet. Seit 1960 wird es als Internationales Einheitensystem (SI) bezeichnet. Die SI-Einheiten für Basisgrößen sind in der Tabelle der Basisgrößen zu finden.
Abgeleitete Größeneinheiten können in zwei oder mehr Basiseinheiten ausgedrückt werden; zum Beispiel ist die Einheit der Fläche m² , die Einheit der Geschwindigkeit m/s, die Einheit der Dichte oder Masse kg/m³ , die Einheit der Beschleunigung m/s² , die Einheit der Kraft kg m/s² , die Einheit der Arbeit und Energie kg m² /s² , die Einheit der Leistung kg m² / s³.
Einige abgeleitete Größen, deren Einheiten aus mehreren Basisgrößeneinheiten bestehen, erhalten spezielle Namen; zum Beispiel heißt die Einheit der Kraft kg m/s² Newton (N), die Einheit der Arbeit und Energie kg m² / s² Joule ( J) und die Einheit der Leistung kg m² / s³ Watt (W).
Einheitenpräfix
SI-Einheiten lassen sich mithilfe von Einheitenpräfixen vergrößern oder verkleinern. Einheitenpräfixe sind Vielfache von 10 der Basiseinheit. Sie werden üblicherweise zu SI-Einheiten hinzugefügt, um neue Einheiten zu bilden.
Beispiele für Einheitenpräfixe, die Basiseinheiten hinzugefügt werden
Beispiele für Einheitenpräfixe, die abgeleiteten Einheiten hinzugefügt werden:
1 kW (Kilowatt) = 103 W = 1000 W —> W = Watt (Einheit der Leistung)
1 MW (Megawatt) = 106 W = 1000.000 W —> W = Watt (Einheit der Leistung)
1 MV (Megavolt) = 106 V = 1000.000 V —> V = Volt (Einheit der elektrischen Spannung)
1 nC (Nanocoulomb) = 1 nC = 10-9 C —> C = Coulomb (Einheit der elektrischen Kraft)
1 kPa (Kilopascal) = 103 Pa —> Pa = Pascal (Einheit des Drucks)
1 GHz (Gigahertz) = 109 Hz —> Hz = Hertz (Frequenzeinheit)
