Los sistemas de medición imperial y estadounidense habitual se derivan de un sistema de medición inglés anterior que a su vez se remonta a las unidades de medición de la antigua Roma y a las unidades de medición carolingias y sajonas .
El sistema de unidades consuetudinario estadounidense fue desarrollado y utilizado en los Estados Unidos después de la Revolución estadounidense , basado en un subconjunto de las unidades inglesas utilizadas en las Trece Colonias ; es el sistema de unidades predominante en los Estados Unidos y en los territorios estadounidenses (a excepción de Puerto Rico y Guam , donde el sistema métrico , que se introdujo cuando ambos territorios eran colonias españolas , también se utiliza oficialmente y es predominante). [1] El sistema imperial de unidades fue desarrollado y utilizado en el Reino Unido y su imperio a partir de 1824. El sistema métrico ha reemplazado, en diversos grados, al sistema imperial en los países que alguna vez lo usaron.
La mayoría de las unidades de medida se han adaptado de una forma u otra desde la conquista normanda (1066). Las unidades de medida lineales son las que menos han cambiado: la yarda (que sustituyó al ala ) y la cadena fueron medidas derivadas de Inglaterra. El pie utilizado por los artesanos suplantó al pie más largo utilizado en la agricultura. El pie agrícola se redujo a 10 ⁄ 11 de su tamaño anterior, lo que provocó que la vara, el poste o la percha pasaran a ser 16+1 ⁄ 2 (en lugar de los 15 antiguos) pies agrícolas. El furlong y el acre , una vez que se convirtieron en una medida del tamaño de una parcela de tierra en lugar de su valor, permanecieron relativamente sin cambios. En los últimos mil años, se utilizaron tres libras principales en Inglaterra. La libra troy (5760 granos ) se usaba para metales preciosos, la libra de boticario (también de 5760 granos) la usaban los farmacéuticos y la libra avoirdupois (7000 granos) se usaba para fines generales. Las libras de boticario y troy se dividen en 12 onzas (de 480 granos), mientras que la libra avoirdupois tiene 16 onzas (de 437,5 granos). La unidad de volumen, el galón , tiene valores diferentes en Estados Unidos y en el Reino Unido: el galón líquido estadounidense equivale aproximadamente a 0,83 galones imperiales y el galón seco estadounidense equivale aproximadamente a 0,97 galones imperiales. El galón líquido estadounidense se basó en el galón de vino utilizado en Inglaterra antes de 1826.
Después de la Declaración de Independencia de los Estados Unidos, las unidades de medida en los Estados Unidos evolucionaron hasta convertirse en lo que ahora se conoce como unidades habituales . El Reino Unido revisó su sistema de medición en 1826, cuando introdujo el sistema imperial de unidades . Esto dio como resultado que los dos países tuvieran galones diferentes. Más tarde en el siglo, se hicieron esfuerzos para alinear la definición de la libra y la yarda en los dos países utilizando copias de las normas adoptadas por el Parlamento británico en 1855. Sin embargo, estas normas eran de mala calidad en comparación con las producidas para la Convención del Metro . En 1960, los dos países acordaron definiciones comunes de la yarda y la libra basadas en las definiciones del metro y el kilogramo . Este cambio, que ascendió a unas pocas partes por millón, tuvo poco efecto en el Reino Unido, pero dio como resultado que los Estados Unidos tuvieran dos sistemas de medida lineal ligeramente diferentes: el sistema internacional y el sistema de agrimensores.
Las unidades de medida inglesas se derivaron de una combinación de unidades de medida romanas , carolingias y sajonas . Fueron precursoras tanto del sistema imperial de unidades (definido por primera vez en 1824 y que entró en vigor en 1826) como de las unidades tradicionales de los Estados Unidos , que evolucionaron a partir de las unidades inglesas a partir de 1776. [2]
Los primeros registros de unidades de medida inglesas involucran el peso (y por lo tanto el valor) de las monedas sajonas . El penique introducido por Offa era de unos 20 granos (1,296 g). Eduardo el Viejo aumentó el peso del penique inglés a 26 granos (1,685 g), alineándolo así con el penique de Carlomagno . En el momento de la conquista normanda (1066), había disminuido a 24 granos (1,555 g). Este valor posteriormente se llamó pennyweight y formó la base de las unidades de peso troy , la onza troy utilizada hasta el día de hoy para pesar metales preciosos. [3] : 44–48 Eduardo I (1272–1307) rompió el vínculo entre el valor de una moneda y su peso cuando degradó la moneda inglesa al introducir un groat (cuatro peniques) que pesaba 89 granos en lugar de los 96 granos esperados. El groat se devaluó aún más en la década de 1350, cuando su peso se redujo a 72 granos. [4] [5]
Durante la época sajona, la tierra se medía tanto en términos de su valor económico como en términos de su tamaño. El Libro Domesday utilizó el hide , una unidad de medida económica. En otras referencias, el furlong y el rood parecen ser unidades relacionadas con los procedimientos de arado. De particular interés era el rood, que tenía una longitud de 15 pies del norte de Alemania, siendo el pie del norte de Alemania equivalente a 335 mm (13,2 pulgadas). [3] : 50 Los artesanos, por otro lado, usaban un pie romano más corto.
La estandarización de pesos y medidas fue un tema recurrente para los monarcas. En 965 d. C., el rey Edgar decretó "que sólo un peso y una medida debían pasar por todo el dominio del rey". [6] En 1197, Ricardo I decretó que las medidas del maíz y las legumbres, y del vino y la cerveza debían ser las mismas en toda Inglaterra. [7] La Carta Magna , firmada por el rey Juan en 1215, amplió esto para incluir la tela. [8] En algún momento entre 1266 y 1303, los pesos y medidas de Inglaterra fueron revisados radicalmente por una ley conocida como la Composición de Yardas y Perchas ( Compositio ulnarum et perticarum ) [9] a menudo conocida como Compositio para abreviar. Esta ley, atribuida a Enrique III o a su sucesor Eduardo I, instituyó un nuevo pie que era exactamente 10 ⁄ 11 de la longitud del pie antiguo, con las correspondientes reducciones en el tamaño de la yarda, el ano, la pulgada y el grano de cebada. (Los furlongs se mantuvieron iguales, pero la vara cambió de 15 pies antiguos a 16 1 ⁄ 2 pies nuevos. [10] )
En 1324 Eduardo II sistematizó las unidades de longitud definiendo la pulgada como 3 granos de cebada, el pie como 12 pulgadas, la yarda como 3 pies, la percha como 5 1 ⁄ 2 yardas y el acre como un área de 4 por 40 perchas. [2] Aparte del ell (45 pulgadas o 114,3 cm, que siguió utilizándose en el comercio de telas) y la cadena (introducida por Edmund Gunter en 1620 y utilizada en agrimensura), estas unidades formaron la base de las unidades de longitud del sistema de medición inglés. Sin embargo, las unidades se redefinieron muchas veces: durante la época de Enrique VIII se fabricaron yardas y anas estándar hechas de latón , durante la época de Isabel I se reemplazaron por estándares hechos de bronce y en 1742, después de que las comparaciones científicas mostraran una variación de hasta el 0,2% de la media, se propuso una yarda estándar definitiva (pero no se fabricó). [3] : 122–123 [11]
Durante la época medieval, los productos agrícolas distintos de la lana se vendían principalmente por volumen, y con el paso de los años se introdujeron diferentes fanegas y galones para los distintos productos. A principios del siglo XIV, el comercio de la lana utilizaba tradicionalmente el sistema de pesaje avoirdupois , un proceso que fue formalizado por Eduardo III en 1340. Al mismo tiempo, la piedra , cuando se utilizaba para pesar lana, se formalizó en 14 libras. [3] : 91–94
Durante el período Tudor , se realizaron numerosas reformas en los pesos y medidas ingleses. En 1496, Enrique VII ordenó que se hicieran copias de referencia de la yarda, la libra y el galón en latón y se distribuyeran a pueblos y ciudades específicos en todo el reino. [12] : 36 Se prohibieron muchos pesos y medidas que se habían introducido en el uso: en 1527, Enrique VIII prohibió la libra de la Torre (5400 granos frente a los 5760 granos de las libras de boticario y troy) y la libra mercantil (6750 granos frente a los 7000 granos de la libra avoirdupois) [3] : 105 y en 1592, Isabel I ordenó el uso de la "milla estatal" (5280 pies frente a los 5000 pies de la milla de Londres o antigua inglesa). [3] : 123
En virtud de la Ley de Unión de 1707 , Escocia, que había desarrollado su propio sistema de pesas y medidas independientemente de Inglaterra, los abandonó en favor de las pesas y medidas inglesas. [12] : 90–91 Las Actas de Unión de 1800 que unieron Irlanda con Gran Bretaña tuvieron un efecto menor en las pesas y medidas: las pesas y medidas irlandesas se basaban en el pie y la libra ingleses avoirdupois desde 1351, aunque el acre y la milla irlandeses se basaban en una percha de 7 yardas, no de 5.+1 ⁄ 2 yardas como en Inglaterra. [12] : 116
A principios del siglo XIX, muchos productos tenían su propio conjunto de unidades. Las unidades de medida para las industrias de la lana y la tela tenían unidades de medida específicas para esos productos, aunque derivadas de la libra avoirdupois o el pie, mientras que el vino y la cerveza usaban unidades con los mismos nombres pero tamaños diferentes: el galón de vino era de 231 pulgadas cúbicas y el galón de cerveza o ale era de 282 pulgadas cúbicas. Los productos agrícolas se vendían por bushels, que se basaban en otro galón más: el galón seco de 268,8 pulgadas cúbicas. Aunque no estaba permitido explícitamente por la ley, muchos mercados usaban bushels basados en el peso en lugar del volumen cuando vendían trigo y cebada. [12] : 85–88
La Ley de Pesos y Medidas británica de 1824 derogó toda la legislación británica sobre pesos y medidas existente, algunas de las cuales se remontaban al siglo XIV, y redefinió las unidades de medida existentes. En particular, se crearon una nueva yarda estándar y una libra troy como estándares para la longitud y el peso respectivamente. Una nueva medida, el galón imperial , que reemplazó a los muchos galones en uso, [Nota 1] se definió como el volumen de 10 libras de agua a 62 °F (17 °C) que, después de los experimentos autorizados, resultó ser de 277,274 pulgadas cúbicas. El bushel , que al igual que el galón, tenía definiciones que reflejaban los diversos galones, se definió como 8 galones imperiales. [13] [14]
La Ley de Pesos y Medidas de 1824 también introdujo algunos cambios en la administración de los estándares de pesos y medidas: anteriormente se había otorgado al Parlamento la custodia de los estándares, pero la ley transfirió esta responsabilidad al Tesoro . La ley también creó una inspección de pesos y medidas. [13] [14]
La yarda y la libra estándar se perdieron en 1834 cuando un incendio destruyó parcialmente el Palacio de Westminster. A raíz de un informe publicado en 1841 por una comisión, se fabricaron nuevas yardas y libras estándar utilizando las mejores fuentes secundarias disponibles. A diferencia del estándar anterior, el nuevo estándar de libra era una libra avoirdupois. Fueron aceptadas por una ley del Parlamento como estándares de longitud y peso en 1855. Tras la debacle sobre los diferentes galones que habían sido adoptados por los Estados Unidos y el Reino Unido treinta años antes, una de las copias de la yarda estándar fue ofrecida al Gobierno de los Estados Unidos y aceptada por éste. [15]
La Ley de Pesos y Medidas de 1835 corrigió una serie de deficiencias de la Ley de 1825. En respuesta a las representaciones de los comerciantes, la piedra y el quintal se definieron formalmente como 14 libras y 112 libras respectivamente y se abandonó el experimento de definir una medida "colmada" como se describe en la Ley de 1824. [14] No todos los oficios siguieron el uso de la piedra de 14: Britten, en 1880, por ejemplo, catalogó una serie de valores diferentes de la piedra en varias ciudades y pueblos británicos que iban desde 4 libras a 26 libras. [16] La Ley de 1835 también restringió el uso de la medida Troy a los metales preciosos y requirió que el carbón se vendiera por peso y no por volumen.
La Ley de Pesos y Medidas de 1878 reformó el régimen de inspección de los pesos y medidas utilizados en el comercio. La ley también reafirmó el uso de la yarda estándar de latón y la libra estándar de platino como estándares para su uso en el Reino Unido, reafirmó el uso de medidas de boticario en la industria farmacéutica, reafirmó la definición de 1824 del galón, eliminó la libra troy de la lista de unidades de medida legales, agregó la braza a la lista de unidades legales y fijó la relación entre las unidades métricas e imperiales en que un metro es igual a 39,3708 pulgadas y un kilogramo es igual a 15432,3487 granos (1 lb = 0,453592654 kg). [14] [17] Después de la aprobación de la ley, el volumen del galón que se había definido como el volumen de 10 libras de agua destilada a 62 °F (17 °C ) se volvió a medir y se fijó en 277,42 pulgadas cúbicas, aunque HM Customs and Excise continuó utilizando la definición de 1824 para fines de impuestos especiales. [15]
La Ley de Pesos y Medidas de 1878 prohibió efectivamente el uso de pesas métricas para el comercio, ya que el Reino Unido había declinado firmar la Convención del Metro tres años antes. La yarda imperial estándar no era estable: en 1947 se cuantificó su tasa de contracción y se encontró que era de una parte por millón cada 23 años. [3] : 154 [18] En abril de 1884, H. J. Chaney, director de normas en Londres, se puso en contacto extraoficialmente con el BIPM (custodios del metro estándar) para preguntar si el BIPM calibraría algunos estándares de metros que se habían fabricado en el Reino Unido. Broch , director del BIPM, respondió que no estaba autorizado a realizar tales calibraciones para estados no miembros. El 17 de septiembre de 1884, el gobierno británico firmó la convención en nombre del Reino Unido. [19] La Ley de Pesos y Medidas de 1897 autorizó el uso de unidades métricas para el comercio; una lista de equivalentes del sistema métrico al imperial que se publicaría el año siguiente. [20]
En virtud de la Ley de Pesos y Medidas de 1824, la custodia de la yarda y la libra estándar y la custodia de la administración de pesos y medidas se encomendó al Tesoro, pero la verificación se administró localmente. La Ley de Pesos y Medidas de 1835 describió formalmente el cargo y los deberes de los Inspectores de Pesos y Medidas y exigió que cada distrito designara a dichos funcionarios y la Ley de Estándares de Pesos, Medidas y Monedas de 1866 transfirió la responsabilidad de los pesos y medidas a la Junta de Comercio . En 1900, la Junta de Comercio estableció el Laboratorio Físico Nacional (NPL) para proporcionar instalaciones de laboratorio para pesos y medidas. [14]
Después de la aprobación de la Ley de Pesos y Medidas (Sistema Métrico) de 1897 , los pesos y medidas en el Reino Unido se mantuvieron relativamente sin cambios hasta después de la Segunda Guerra Mundial . A mediados de siglo, la diferencia de 2 partes por millón entre las yardas estándar británicas y estadounidenses estaba causando problemas: en 1900, una tolerancia de 10 partes por millón era adecuada para la ciencia, pero en 1950 esta tolerancia se había reducido a 0,25 partes por millón. [3] : 155 En 1960, los representantes de la NPL y otros laboratorios nacionales de los Estados Unidos y la Commonwealth acordaron redefinir la yarda como exactamente 0,9144 metros, una acción que fue ratificada por el gobierno británico como parte de la Ley de Pesos y Medidas de 1963 .
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La metrificación en el Reino Unido comenzó a mediados de los años 1960. Inicialmente, esta metrificación era voluntaria y en 1985 muchas unidades de medida tradicionales e imperiales habían sido retiradas voluntariamente del comercio minorista. La Ley de Pesos y Medidas de 1985 formalizó su eliminación para su uso en el comercio, aunque las unidades imperiales se mantuvieron para su uso en las señales de tráfico y las pesas imperiales más comunes, como el pie, la pulgada, la libra, la onza, el galón y la pinta, continuaron utilizándose en el comercio minorista para la venta de productos sueltos o productos medidos o pesados frente al cliente. [21] [22] [Nota 2] Desde el 1 de enero de 2000, ha sido ilegal utilizar unidades imperiales para pesos y medidas en el comercio minorista en el Reino Unido, excepto como unidades complementarias o para la venta de cerveza de barril y sidra por pinta o leche que se vende en envases retornables. [23]
Cuando las colonias alcanzaron el estatus de dominio , también obtuvieron el derecho a controlar sus propios sistemas de pesos y medidas. [15] Muchas adoptaron el sistema imperial de unidades con variaciones locales. India [24] y Hong Kong [25] complementaron el sistema imperial de unidades con sus propias unidades de medida indígenas, partes de Canadá [26] y Sudáfrica [27] incluyeron unidades de medida de agrimensura de amos coloniales anteriores en sus sistemas de medida, mientras que muchos territorios utilizaron solo un subconjunto de las unidades utilizadas en el Reino Unido; en particular, la piedra , el cuarto y el cental no estaban catalogados en, entre otras, la legislación australiana [28] , canadiense [29] e india [24] . Además, Canadá alineó su tonelada con las medidas estadounidenses al catalogar la tonelada de 2000 lb como legal para el comercio, pero mantuvo el galón imperial. [29]
La estandarización del astillero en 1960 requirió no sólo el acuerdo entre Estados Unidos y el Reino Unido, sino también de Canadá, Australia, Nueva Zelanda y Sudáfrica, países que contaban con sus propios laboratorios de normalización.
Antes de la Declaración de Independencia de los Estados Unidos en 1776, las Trece Colonias que luego se convertirían en los Estados Unidos usaban el sistema de medición inglés . [30] Los Artículos de la Confederación , que precedieron a la Constitución , otorgaron al gobierno central "el derecho y poder único y exclusivo de... fijar el estándar de pesos y medidas en todos los Estados Unidos". [31] Posteriormente a la formación de los Estados Unidos, la Constitución reafirmó el derecho del Congreso a "fijar el estándar de pesos y medidas", pero reservó el derecho de regular el comercio y los pesos y medidas a los estados individuales. [32]
Durante el Primer Congreso de los Estados Unidos en 1789, Thomas Jefferson fue designado para elaborar un plan para la moneda y los pesos de las medidas que se utilizarían en la nueva república. En su respuesta de 1790, señaló que el sistema de medidas existente era sólido, pero que el control del artefacto base no estaba bajo el control de los Estados Unidos. Su informe sugirió un medio para fabricar un patrón local y también dejó abierta la posibilidad de adoptar un sistema basado en decimales si fuera apropiado. [30] En ese caso, se mantuvieron los patrones existentes.
Durante muchos años no se tomó ninguna medida a nivel federal para garantizar la armonía en las unidades de medida: las unidades adquiridas por los primeros colonos parecieron cumplir su propósito. El Congreso no hizo nada, pero Ferdinand Hassler , superintendente de la encuesta de la Costa Este , que en 1790 se había reunido mediante contactos en su Suiza natal , adquirió una copia del mètre des Archives [francés] . En 1810, Ferdinand Hassler fue enviado a Europa por el Tesoro para adquirir instrumentos de medición y patrones. [33]
En 1827, Albert Gallatin, ministro de los Estados Unidos en Londres, adquirió una "copia exacta" de la libra troy en poder del gobierno británico, que en 1828 fue adoptada como copia de referencia del peso en los Estados Unidos. [34]
En 1821, John Quincy Adams , entonces Secretario de Estado, presentó un informe basado en una investigación encargada por el Senado en 1817 que recomendaba no adoptar el sistema métrico. El Congreso no hizo nada y en 1832 el Tesoro adoptó la yarda de 36 pulgadas como unidad de longitud para fines aduaneros, la libra avoirdupois de 7000 granos como unidad de peso y el galón de 231 pulgadas cúbicas (el "galón Queen Anne") y el bushel de 2150,42 pulgadas cúbicas como unidades de volumen. [35] El Congreso hizo poco para promover estándares en los Estados Unidos más allá de fijar el tamaño de la yarda y el galón. [36]
A lo largo del siglo XIX, los estados desarrollaron sus propios estándares y, en particular, surgió una variedad de bushels basados en el peso (masa) en lugar del volumen, que dependían tanto del producto como del estado. Esta falta de uniformidad paralizó el comercio interestatal y en 1905 la Oficina Nacional de Estándares convocó una reunión de los estados para discutir la falta de estándares uniformes y, en muchos casos, un medio de supervisión regulatoria. Se celebró una reunión al año siguiente y posteriormente se convirtió en una reunión anual conocida como la Conferencia Nacional de Pesos y Medidas (NCWM). En 1915, la conferencia publicó sus primeros estándares modelo. [32] El bushel no estaba completamente estandarizado y la Bolsa Mercantil de Chicago todavía (mayo de 2013) utiliza diferentes bushels para diferentes productos básicos: un bushel de maíz es de 56 libras, un bushel de avena de 38 libras y un bushel de soja de 60 libras y un bushel de trigo rojo de invierno (tanto duro como blando) también de 60 libras. Otros productos básicos en la bolsa se calculan en libras, en toneladas cortas o en toneladas métricas. [37]
Una de las acciones tomadas por el Congreso fue permitir el uso del sistema métrico decimal en el comercio (1866), hecho en el auge del proceso de metrificación en América Latina . [38] Otras acciones fueron ratificar la Convención del Metro en 1875 y bajo la Orden Mendenhall de 1897, redefinir la libra y la yarda en términos del prototipo internacional del kilogramo y el prototipo internacional del metro respectivamente. [39]
En 1901, la administración de pesos y medidas fue entregada a una agencia federal, la Oficina Nacional de Normas, que en 1988 se convirtió en el Instituto Nacional de Normas y Tecnología. [40] La inactividad del Congreso y la falta de uniformidad de pesos y medidas que estaban paralizando el crecimiento económico de los EE. UU. en el siglo XIX llevaron a la Oficina Nacional de Normas a convocar una reunión de estados en 1905 que resultó en la creación de la Conferencia Nacional de Pesas y Medidas (NCWM). [41] Esta organización es el organismo de control de facto para pesos y medidas en los Estados Unidos, [42] aunque con respecto a las relaciones internacionales, como la membresía de la Conferencia General de Pesas y Medidas (una organización intergubernamental ), el propio Gobierno de los EE. UU. tiene que tomar la iniciativa. [43]
Durante el siglo XX, el principal cambio en el sistema tradicional de pesos y medidas fue un acuerdo entre el NIST y los organismos correspondientes de Australia, Canadá, Nueva Zelanda, Sudáfrica y el Reino Unido, firmado en 1960, que redefinió la yarda y la libra en términos del metro y el kilogramo respectivamente. Estas nuevas unidades pasaron a conocerse como la yarda y la libra internacionales. El Congreso no ha respaldado ni repudiado esta medida (véase § Equivalencias métricas).
Las unidades imperiales y las unidades tradicionales de EE. UU. se han utilizado durante mucho tiempo en muchas ramas de la ingeniería. Dos de las primeras unidades de medida de este tipo que se utilizaron fueron el caballo de fuerza y el grado Fahrenheit . El caballo de fuerza fue definido por James Watt en 1782 como la potencia necesaria para elevar 33.000 libras de agua a una altura de un pie en un minuto [46] [Nota 3] y el grado Fahrenheit fue definido por primera vez por Daniel Fahrenheit en aproximadamente 1713 como una escala de temperatura que tiene su punto de calibración inferior (0 °F) en la temperatura en la que se congela una mezcla sobresaturada de sal y hielo y su punto de calibración superior en la temperatura corporal (96 °F). En 1777, la Royal Society , bajo la presidencia de Henry Cavendish , propuso que se modificara la definición de la escala Fahrenheit de modo que la temperatura correspondiente al punto de fusión del hielo fuera 32 °F (0 °C) y el punto de ebullición del agua en condiciones atmosféricas estándar fuera 212 °F (100 °C).
La unidad térmica británica (Btu) se define como el calor necesario para elevar la temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit. [47] Se utilizaba antes de 1859 como una unidad de calor basada en unidades imperiales en lugar de las unidades métricas utilizadas por los franceses [48] —Clément -Desormes había definido la caloría en términos de kilogramo y grados Celsius ('centígrados') en 1824. [49]
En 1873, un comité de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia bajo la presidencia de William Thomson (Lord Kelvin) introdujo el concepto de coherencia en las unidades de medida y propuso los nombres dina y ergio como unidades de fuerza y trabajo en el sistema de unidades CGS . [50] [51] [Nota 4] Dos años después, James Thomson , hermano mayor de William Thomson, introdujo el término poundal como unidad coherente de fuerza en el sistema de medida pie-libra-segundo (FPS). [52] La unidad de trabajo FPS es el pie-poundal . [53]
Otros sistemas para la medición de cantidades dinámicas que utilizan unidades imperiales y tradicionales de EE. UU. son el Sistema Gravitacional Británico (BG) propuesto por Arthur Mason Worthington y el Sistema de Ingeniería Inglés (EE). Ambos sistemas dependen de la aceleración gravitacional y utilizan la libra-fuerza como unidad de fuerza, pero utilizan diferentes enfoques al aplicar las leyes de movimiento de Newton . En el sistema BG, la fuerza, en lugar de la masa, tiene una unidad base , mientras que el slug es una unidad derivada de inercia (en lugar de masa). [54] Por otro lado, el sistema EE utiliza un enfoque diferente e introduce la aceleración debida a la gravedad ( g ) en sus ecuaciones. Ambos enfoques llevaron a ligeras variaciones en el significado de la libra-fuerza (y también del kilogramo-fuerza) en diferentes partes del mundo. Varios países publicaron valores estándar que debían usarse para g , y en 1901 la CGPM publicó un valor estándar para g que debía usarse en el "Servicio Internacional de Pesas y Medidas", a saber, 32,174049 ft/s 2 (9,80665 m/s 2 ), que es igual al valor de g a 45° de latitud. [55]
La segunda ley de Newton en estos sistemas se convierte en:
En muchos cursos y libros de texto de ingeniería se ignora la AE [56] [57], mientras que algunos, como Darby, solo utilizan EE (junto con SI), habiendo descrito los sistemas BG y EE como "arcaicos". [58]
La yarda estándar y la libra [Troya] se perdieron en 1834 cuando un incendio destruyó parcialmente el Palacio de Westminster . A raíz de un informe publicado en 1841 por una comisión, se fabricaron una nueva yarda estándar y una nueva libra utilizando las mejores fuentes secundarias disponibles. A diferencia del estándar anterior, el nuevo estándar de libra, hecho de platino, era una libra avoirdupois. La nueva yarda, ligeramente más larga que una yarda para evitar el desgaste experimentado con el mètre des Archives , estaba hecha de latón y tenía dos tapones de oro cerca de su extremo. Las marcas de arañazos en los tapones indicaban la longitud de la yarda. Fueron aceptados por una ley del Parlamento como los estándares de longitud y peso en 1855. Después de la debacle sobre los diferentes galones que habían sido adoptados por los Estados Unidos y el Reino Unido treinta años antes, una de las copias de la yarda estándar y la libra avoirdupois (conocida en los Estados Unidos como la "libra de la Casa de la Moneda") fue ofrecida y aceptada por el gobierno de los Estados Unidos. [15]
En los años posteriores a la aprobación de la ley de 1878, se descubrió que la yarda imperial estándar se estaba reduciendo a un ritmo, confirmado en 1950, de casi una parte por millón cada 30 años. [59] [60] Por otro lado, se descubrió que el prototipo internacional del metro, fabricado a partir de una aleación de platino e iridio en lugar de latón por una empresa británica, que en 1889 reemplazó al mètre des Archives como estándar para el metro, era más estable que la yarda estándar. [61] Tanto los Estados Unidos como el Reino Unido, como signatarios de la Convención del Metro , recibieron copias tanto del metro estándar como del kilogramo estándar. También se descubrió que la "libra de la Casa de la Moneda" era de mala calidad.
En 1866, el gobierno de los Estados Unidos legalizó el uso de unidades métricas en el derecho contractual, definiéndolas en términos de las unidades tradicionales equivalentes a cinco cifras significativas, lo que era suficiente para fines comerciales. [62] En 1893, bajo la Orden Mendenhall, los Estados Unidos abandonaron la yarda de 1855 como estándar de longitud y la "libra de la Casa de la Moneda" como estándar de masa, redefiniéndolas en términos del metro y el kilogramo utilizando los valores de la legislación de 1866. [63] En el Reino Unido se hicieron nuevas comparaciones de los estándares imperiales y métricos de longitud y masa y se utilizaron en la Ley de Pesos y Medidas (Sistema Métrico) de 1897 ( 60 y 61 Vict. c. 46) para redefinir la yarda y la libra en términos del metro y el kilogramo respectivamente. Además, se reafirmaron las definiciones tanto de la yarda como de la libra en términos de los artefactos en poder del gobierno británico, dando a la yarda y a la libra dos definiciones diferentes. [20] Las diferencias entre la yarda y la libra británicas y las estadounidenses eran del orden de unas pocas partes por millón.
Al final de la Segunda Guerra Mundial, los laboratorios de normalización de Canadá, Australia, Nueva Zelanda y Sudáfrica también tenían sus propias copias de la libra y la yarda. Estas discrepancias legales y técnicas, descritas por McGreevy (pág. 290) como "infundadas", llevaron a la Conferencia Científica de la Commonwealth de 1946. [15] [64] en la que se propuso que los países de la Commonwealth y los Estados Unidos redefinieran la yarda y la libra en términos de una fracción acordada del metro y el kilogramo respectivamente. Los laboratorios de normalización llegaron a un acuerdo en 1960 para redefinir la yarda y la libra como
El dígito final del valor elegido para la libra se eligió de manera que el número fuera divisible por 7 sin un decimal periódico , lo que hace que el grano sea exactamente 64,798 91 miligramos . [65]
El Reino Unido ratificó este acuerdo en 1963, mientras que Canadá se adelantó a la decisión al adoptar estos valores en 1951, nueve años antes de que se aprobara el acuerdo internacional completo. El Congreso de los Estados Unidos no ha ratificado ni repudiado el acuerdo. [36]
Antes de 1960, la yarda imperial y la yarda consuetudinaria y la libra estaban suficientemente cerca una de la otra [Nota 5] como para que, para la mayoría de los propósitos prácticos, las diferencias en los tamaños de las unidades de longitud, área, volumen y masa pudieran ignorarse, aunque había diferencias en el uso; por ejemplo, en los Estados Unidos, las distancias cortas por carretera se especifican en pies [66] mientras que en el Reino Unido se especifican en yardas [67]. La introducción de la yarda internacional en 1960 causó efectos pequeños pero notables en la topografía en los Estados Unidos, lo que resultó en que algunos estados mantuvieran las definiciones originales de las unidades de medida habituales que ahora se conocen como la milla topográfica, el pie, mientras que otros estados adoptaron el pie internacional. [68] Según el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología , el pie topográfico está obsoleto a partir del 1 de enero de 2023 y se desaconseja su uso. [69]
La definición de unidades de peso superiores a una libra difería entre el sistema consuetudinario y el imperial: el sistema imperial empleaba la piedra de 14 libras, el quintal de 8 piedras [Nota 6] y la tonelada de 2240 libras (20 quintales), mientras que el sistema consuetudinario de unidades no empleaba la piedra, sino un quintal de 100 libras y una tonelada de 2000 libras. En el comercio internacional, la tonelada de 2240 libras se denominaba a menudo "tonelada larga" y la tonelada de 2000 libras "tonelada corta". Cuando se utilizan unidades consuetudinarias, es habitual expresar el peso corporal en libras, pero cuando se utilizan unidades imperiales, se utilizan piedras y libras . [70] [ cita no encontrada ]
En su Plan para establecer uniformidad en las monedas, pesos y medidas de los Estados Unidos , Thomas Jefferson , entonces secretario de Estado , identificó 14 galones diferentes en los estatutos ingleses que variaban en tamaño desde 224 a 282 pulgadas cúbicas (3,67 a 4,62 litros). [30]
En 1832, en ausencia de cualquier orden por parte del Congreso , el Tesoro de los Estados Unidos eligió el segundo galón más pequeño, el "galón Queen Anne" de 231 pulgadas cúbicas (3,785 litros), como el galón oficial en los Estados Unidos para fines fiscales. Dieciséis onzas líquidas estadounidenses forman una pinta estadounidense (8 pintas equivalen a 1 galón tanto en los sistemas consuetudinario como imperial).
Durante la reforma de la legislación sobre pesos y medidas en el Reino Unido en 1824, los antiguos galones fueron reemplazados por el nuevo galón imperial, que se definió como el volumen de 10 libras de agua a 62 °F (17 °C), y se determinó experimentalmente que era de 277,42 pulgadas cúbicas (4,54609 litros). Veinte onzas líquidas imperiales forman una pinta imperial, siendo la onza líquida imperial 0,96 onzas líquidas estadounidenses.
El sistema de unidades consuetudinario de los EE. UU. utiliza un conjunto de unidades secas de capacidad que tienen un conjunto de nombres similares [Nota 7] a los de la capacidad líquida, aunque con volúmenes diferentes: la pinta seca tiene un volumen de 33,6 pulgadas cúbicas (550 ml) frente al volumen de la pinta líquida estadounidense de 28,875 pulgadas cúbicas (473 ml) y la pinta imperial de 34,68 pulgadas cúbicas (568 ml). El sistema de medida imperial no tiene un equivalente al sistema consuetudinario de los EE. UU. de "medida seca".
En los mercados internacionales de materias primas, el barril ( 42 galones estadounidenses , aproximadamente 159 litros) se utiliza tanto en Londres como en Nueva York/Chicago para el comercio de petróleo crudo y la onza troy (aproximadamente 31,10 gramos) para el comercio de metales preciosos, excepto que los mercados de Londres utilizan unidades métricas y la Junta de Comercio de Chicago utiliza unidades habituales.
Las tablas que se muestran a continuación catalogan las unidades de medida imperiales que se permitían utilizar en el comercio en el Reino Unido en vísperas de la metrificación (1976) [71] [72] y las "unidades de medida que se han utilizado tradicionalmente en los Estados Unidos" [73] . Además, también se catalogan las unidades de medida que se utilizan en la industria de la ingeniería. Antes de la metrificación, las unidades de medida utilizadas en Irlanda eran las mismas que las utilizadas en el Reino Unido, mientras que las utilizadas en la Mancomunidad Británica y en Sudáfrica eran en la mayoría de los casos un subconjunto de las utilizadas en el Reino Unido con, en ciertos casos, diferencias locales.
A menos que se especifique lo contrario, las unidades de medida que se citan a continuación se utilizaron en los Estados Unidos y el Reino Unido. Los equivalentes del SI se expresan con cuatro cifras significativas.
En 1893, los Estados Unidos fijaron la yarda en 3600 ⁄ 3937 metros, lo que hace que la yarda sea 0,9144018 metros y en 1896 las autoridades británicas fijaron la yarda en 0,9143993 metros. [ cita requerida ] En ese momento, la discrepancia de aproximadamente dos partes por millón se consideró insignificante. En 1960, el Reino Unido, los Estados Unidos, Australia, Canadá y Sudáfrica estandarizaron sus unidades de longitud al definir la "yarda internacional" como exactamente 0,9144 metros. [ cita requerida ] Este cambio afectó a los agrimensores en los Estados Unidos y llevó a que las antiguas unidades pasaran a denominarse "pies topográficos", "millas topográficas", etc. Sin embargo, la introducción de la cuadrícula nacional Ordnance Survey basada en el sistema métrico en el Reino Unido en 1938 significó que los agrimensores británicos no se vieron afectados por el cambio. [ cita requerida ]
Notas
Notas
La introducción de la yarda internacional en 1960 no tuvo ningún efecto sobre las medidas de área británicas, sin embargo, las medidas de área de tierra estadounidenses, a diferencia de otras medidas de área (como libras por pulgada cuadrada ) continuaron basándose en la yarda estatutaria estadounidense.
Notas
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Notas
Notas
Varias de las unidades de volumen de líquido tienen nombres similares, pero tienen volúmenes diferentes y, en el caso de las onzas líquidas y las pintas, relaciones diferentes. Además, las definiciones de los galones imperiales y estadounidenses se basan en conceptos diferentes: el galón imperial se define en términos del volumen ocupado por una masa específica de agua, mientras que el galón estadounidense se especifica en términos de medida lineal cúbica.
Notas
Notas
Las unidades de masa, tanto en el sistema imperial como en el sistema consuetudinario estadounidense, siempre han utilizado el mismo estándar, aunque en el siglo XIX surgieron diferencias en los múltiplos de la libra avoirdupois. Ambos sistemas utilizaban tres escalas: la avoirdupois para uso general, la troy para metales preciosos y la de boticario para medicinas.
Notas
Notas
Las masas farmacéuticas se utilizaban en la industria farmacéutica y han permanecido prácticamente inalteradas desde la Edad Media: la libra y la onza farmacéuticas son las mismas que la libra y la onza troy, pero cada sistema tiene divisiones diferentes. En el Reino Unido, fueron reemplazadas por unidades métricas en 1970. [74]
Los nombres de la mayoría de las unidades de medida derivadas en los sistemas imperial y consuetudinario de los EE. UU. son concatenaciones de las partes constituyentes de la unidad de medida; por ejemplo, la unidad de presión es la libra [fuerza] por pulgada cuadrada . Aparte del poundal , la mayoría de las unidades de medida nombradas no son coherentes , pero se adoptaron debido a la práctica laboral tradicional. [Nota 10]
Además de las enumeradas anteriormente, existen cientos de otras unidades de medida tanto en el sistema imperial como en el sistema de medida habitual de los EE. UU., muchas de las cuales son específicas de una industria de aplicación particular. En teoría, dichas unidades podrían reemplazarse por unidades generales de la misma dimensión; por ejemplo, el barril (42 galones estadounidenses, 34,97 galones imperiales o 159,0 litros) utilizado en la industria petrolera tiene la dimensión de volumen y podría reemplazarse por el metro cúbico o el litro. [75]
Las definiciones de diferencia de potencial ( voltio ), corriente eléctrica ( amperio ), resistencia eléctrica ( ohmio ) se definieron en términos de unidades métricas, habiéndose alcanzado un acuerdo internacional en una serie de congresos de la IEC en Chicago entre 1881 y 1906, cuando comenzó la industria eléctrica. [76] En ese momento, el sistema métrico se había establecido en Europa continental, mientras que era un problema en el Reino Unido. De manera similar, las unidades de medida radiológicas se definieron en términos de unidades métricas, habiéndose alcanzado un acuerdo por primera vez en el segundo Congreso Internacional de Radiología en Estocolmo (1928). [77]
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En la década de 1960 se inició un programa de metrificación en la mayoría de los países de habla inglesa, que dio como resultado el reemplazo parcial o total del sistema imperial o del sistema de medida consuetudinario de los EE. UU. en esos países. El estado actual de las unidades imperiales y consuetudinarias de los EE. UU., como lo resume el NIST , es que "el sistema métrico SI es ahora el sistema oficial de unidades en el Reino Unido, mientras que las unidades consuetudinarias aún se usan predominantemente en los Estados Unidos". [78]
Sin embargo, la situación no es tan clara como esto. En los Estados Unidos, por ejemplo, el sistema métrico es el sistema de medida predominante en ciertos campos, como la fabricación de automóviles, aunque se utilizan unidades habituales en la fabricación de aeronaves. [79] En el Reino Unido, las unidades métricas son necesarias para casi todos los usos regulados [Nota 11] de unidades de medida, excepto en unas pocas áreas específicamente exentas, como las señales de tráfico , los velocímetros y la cerveza de barril . [80] La metrificación también está casi completa en los países de la Commonwealth de Australia , India , Nueva Zelanda y Sudáfrica; la metrificación en Canadá ha desplazado al sistema imperial en muchas áreas. [81]
Los sistemas de medida imperial y consuetudinario de EE. UU. utilizan el SI para sus definiciones formales, definiéndose la yarda exactamente como 0,9144 metros y la libra avoirdupois como0,453 592 37 kilogramos exactamente mientras que ambos sistemas de medida comparten la definición del segundo .
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