Por que o sistema SI de unidades é melhor do que o sistema MKS?

"Porque é que o sistema SI de unidades é melhor que o sistema MKS?"

Existem duas razões principais para o SI ser melhor que o sistema MKS. Ambas as razões estão sob a categoria de que o sistema MKS é um subconjunto adequado do SI. Isso significa que o SI fará tudo o que o MKS faz, portanto você não perde nada do MKS em ir para o SI, mas as coisas que o SI oferece são que o MKS não.

1. SI é um sistema 7-dimensional; o MKS é apenas um sistema 3-dimensional (e facilmente transformado em um sistema 4-dimesinal se você atualizar para MKSA). Tanto o SI como o MKS manipulam duração, comprimento e massa (que são, respectivamente, o S, M e K no MKS), mas o SI manipula também corrente elétrica (que o MKSA também manipula), temperatura termodinâmica, quantidade de substância e intensidade luminosa. Estas dimensões que mencionei não são todas as dos cabos SI, mas são apenas as dimensões de base; o SI também trata do produto das potências de qualquer uma delas: por exemplo, como o SI trata da corrente eléctrica e da duração do tempo, ele também trata do produto dos dois, que é a carga eléctrica (que a MKSA também trata, mas a MKS não trata). Se você precisa fazer algo com eletricidade ou magnetismo, você precisa ir à MKSA ou SI-MKS não suporta isso. Nem a MKS nem a MKSA fornecem qualquer escala de temperatura, enquanto a SI fornece ambas as escalas Kelvin e Celsius (o que pessoalmente acho estúpido para o sistema suportar duas escalas acopladas que diferem apenas por serem compensadas uma da outra, mas a minha opinião não é questionada). A MKS e a MKSA não fornecem a toupeira em apoio de químicos que quantificam reacções químicas e a relação de pressão, volume, temperatura e quantidade de substância com os gases; a SI fornece. MKA e MKSA não fornecem suporte para cálculos que lidam com iluminação, mas SI faz.>li>MKS, MKSA e SI também suportam o uso de unidades coerentes, o que é um grande negócio para simplificar o cálculo de fórmulas com quantidades físicas - um negócio muito maior do que a capacidade de padronizar, através do uso de prefixos especificados apenas com significados especificados, para lidar convenientemente com unidades de tamanhos diferentes para qualquer quantidade física específica. De facto, a coerência e os prefixos de potência de 10 entram em conflito uns com os outros. As unidades base e as unidades derivadas especialmente nomeadas no SI têm uma relação muito especial e trivial. Quantos newton-metros é 1 joule? Quantos joules por segundo é 1 watt? Quantos ampere-segundos é 1 coulomb? Quantos joules por quilograma é um cinzento? Quantos newtons por metro quadrado é um pascal? Sim, a resposta a cada uma destas perguntas é uma potência de 10, por isso não é surpresa - tal como os prefixos de escala dentro das quantidades. No entanto, é ainda mais fácil do que isso - é sempre o mesmo poder de 10 escalas para cada uma dessas perguntas, e é o poder mais simples de 10 que se pode ter. É sempre 10⁰ = 1. Todas as 22 unidades derivadas do SI são produtos de potências das unidades base e do fator numérico 1-nunca, nunca qualquer fator numérico que não seja 1. Você não pode ficar mais simples do que isso. Esta característica de um sistema de unidades é chamada coerência, e nem todos os sistemas de unidades são coerentes. O sistema imperial britânico e o sistema consuetudinário americano não são coerentes. Quantos pés de libra-força por segundo é 1 cavalo-vapor? A resposta é o número bastante óbvio 550. Ótimo. Na sua forma padrão MKS, MKSA, e as muitas variantes de CGS são todas totalmente coerentes. No entanto, a coerência rigorosa vem com um custo. Para MKSA esse custo é: todos os comprimentos devem ser medidos em metros, nunca em centímetros, nunca em milímetros; todas as massas devem ser medidas em quilogramas (porque, por razões históricas, o quilograma é a única unidade base com um prefixo de escala), e o prefixo quilo está sempre preso ao grama por uma questão de coerência), nunca em gramas, nunca em miligramas. Assim, para ter coerência, apenas uma unidade de tamanho poderia ser usada para cada quantidade física, não importa quão grande ou quão pequenos os valores numéricos associados possam ter que ser como consequência. Novamente, MKS e MKSA eram sistemas estritamente coerentes, de modo que não era permitido o uso de nenhum dos prefixos de escala aplicados a nenhum dos nomes raiz das unidades base e unidades derivadas especialmente nomeadas, com uma exceção obrigatória que o grama era sempre para ser usado com o prefixo quilo. Tal sistema realmente ajuda a manter retas as inter-relações entre 29 unidades distintas e a combinar quantidades no cálculo de algumas fórmulas bastante envolvidas com numerosos valores de quantidades físicas que incluíam unidades de medida, o que tenderia a reduzir os erros de cálculo. Por outro lado, a necessidade de calcular misturando números enormes e minúsculos também poderia ajudar a reduzir os erros de cálculo ao ter números "de bom tamanho", usando prefixos para enterrar potências enormes ou minúsculas de 10 mais ou menos. SI fornece uma opção para que os usuários possam pesar os riscos relativos eles mesmos: o risco de maltratar as unidades quando elas incluem prefixos que precisam ser multiplicados, divididos, quadrados, etc. versus o risco de maltratar valores numéricos muito grandes ou muito pequenos. Para aqueles que querem as vantagens da coerência, o SI fornece um subconjunto coerente completo: para todos os tipos de quantidades cobertas pelas 29 unidades SI especialmente designadas (as 7 unidades base e 22 unidades derivadas), em cada caso excepto para a massa, a unidade não fixa no coerente, e para o único caso de excepção, o quilograma é a unidade coerente de massa. Portanto, você pode usar merriamente apenas aqueles nomes especiais de 29 unidades, com símbolos, sem prefixo, exceto sempre aplicando quilo a grama para massa e saber a simplicidade de um sistema coerente vai funcionar com apenas o número 1 aparecendo como a parte numérica para combinar unidades para fazer unidades para novos tipos de quantidades. Para outros que precisam manter tamanhos de números manejáveis sem precisar de notação científica, os prefixos de escala são tremendamente úteis e cobrem desde 10-²⁴ até 10²⁴, com mais quatro sendo discutidos para inclusão no SI em 2022. O SI fornece ambas as opções - a disponibilidade e suporte de um subconjunto estritamente coerente de SI que os usuários podem restringir voluntariamente o uso de SI a esse subconjunto, ou uma grande variedade de prefixos que permitem tornar os valores numéricos enormes ou minúsculos mais manejáveis, absorvendo a grandeza ou formigamento no prefixo, e, portanto, a unidade, com pleno conhecimento de que o uso dos prefixos, exceto o quilo aplicado ao grama, torna as unidades não coerentes e, causando uma perda de vantagens de coerência. Se você tem necessidade de lidar com valores muito grandes ou muito pequenos para quantidades físicas, você escolhe se a coerência das unidades de conveniência de tamanhos numéricos é mais importante, e o SI tem suas costas. MKS e MKSA rígidos eram unidades estritamente coerentes e nenhum prefixo permitido além do quilo obrigatório em quilograma, e, portanto, não deu aos usuários uma escolha.