Los sistemas de medida imperial y estadounidense se derivan de un sistema de medida inglés anterior que, a su vez, se remonta a las unidades de medida de la antigua Roma y a las unidades de medida carolingias y sajonas .
El sistema de unidades tradicional estadounidense se desarrolló y utilizó en los Estados Unidos después de la Revolución Americana , basándose en un subconjunto de las unidades inglesas utilizadas en las Trece Colonias ; es el sistema de unidades predominante en Estados Unidos y en territorios estadounidenses (excepto Puerto Rico y Guam , donde también se utiliza oficialmente y es predominante el sistema métrico , que fue introducido cuando ambos territorios eran colonias españolas ). [1] El sistema imperial de unidades se desarrolló y utilizó en el Reino Unido y su imperio a partir de 1826. 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 lineal son las que menos han cambiado: la yarda (que reemplazó a la ell ) y la cadena fueron medidas derivadas en Inglaterra. El pie utilizado por los artesanos sustituyó 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 caña, poste o percha se convirtiera en 16+1 ⁄ 2 (en lugar de los 15 anteriores) pies agrícolas. El estadio y el acre , una vez que se convirtieron en una medida del tamaño de un terreno en lugar de su valor, permanecieron relativamente sin cambios. En los últimos mil años, en Inglaterra se utilizaron tres libras principales. La libra troy (5760 granos ) se utilizaba para los metales preciosos, la libra de boticario (también 5760 granos) era utilizada por los farmacéuticos y la libra avoirdupois (7000 granos) se utilizaba para fines generales. Las libras boticarias 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 los 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 se convirtieron en lo que ahora se conoce como unidades tradicionales . El Reino Unido revisó su sistema de medición en 1826, cuando introdujo el sistema imperial de unidades . Esto resultó en que los dos países tuvieran galones diferentes. Más adelante en el siglo, se hicieron esfuerzos para alinear la definición de libra y yarda en los dos países utilizando copias de los estándares adoptados por el Parlamento británico en 1855. Sin embargo, estos estándares eran de mala calidad en comparación con los producidos para el Convención del Metro . En 1960, los dos países acordaron definiciones comunes de yarda y 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 Estados Unidos tuviera dos sistemas de medida lineal ligeramente diferentes: el sistema internacional y el sistema de topógrafos.
Las unidades de medida inglesas se derivaron de una combinación de unidades de medida romanas , carolingias y sajonas . Fueron precursores tanto del sistema imperial de unidades (definido por primera vez en 1824, que entraría 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 se refieren al peso (y por tanto al valor) de las monedas sajonas . El centavo introducido por Offa era de unos 20 granos (1,296 g). Eduardo el Viejo aumentó el peso del centavo inglés a 26 granos (1,685 g), alineándolo así con el centavo de Carlomagno . En la época de la conquista normanda (1066), había disminuido a 24 granos (1,555 g). Posteriormente, este valor se denominó 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 acuñación inglesa al introducir un gramo (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 de su tamaño. El Domesday Book utilizó la piel , 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 fue la cruz, que tenía 15 pies del norte de Alemania de largo, siendo el pie del norte de Alemania equivalente a 335 mm (13,2 pulgadas). [3] : 50 artesanos, por el contrario, utilizaban un pie romano más corto.
La estandarización de pesos y medidas fue un tema recurrente para los monarcas. En el año 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 de maíz y legumbres, y de vino y cerveza deberían ser las mismas en toda Inglaterra. [7] La Carta Magna , firmada por el rey Juan en 1215, la amplió para incluir la tela. [8] En algún momento entre 1266 y 1303 los pesos y medidas de Inglaterra fueron revisados radicalmente mediante una ley conocida como Composición de Yardas y Perchas ( Compositio ulnarum et perticarum ) [9] conocida a menudo como Compositio para abreviar. Esta ley, atribuida a Enrique III o a su sucesor Eduardo I, instituyó un nuevo pie que tenía exactamente 10 ⁄ 11 de la longitud del pie antiguo, con las correspondientes reducciones en el tamaño de la yarda, ana, pulgada y grano de cebada. (Los estadios siguieron siendo los mismos, pero la caña cambió de 15 pies viejos 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 codo (45 pulgadas o 114,3 cm, que continuó 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 medida inglés. Sin embargo, las unidades se redefinieron muchas veces: durante la época de Enrique VIII se fabricaban patios y anas estándar de latón , durante la época de Isabel I estos fueron reemplazados por estándares hechos de bronce y en 1742, después de comparaciones científicas, mostraron una variación de hasta 0,2. % de la media, se propuso un astillero estándar definitivo (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 a lo largo de los años se introdujeron varios bushels y galones para diferentes productos. A principios del siglo XIV, el comercio de lana utilizaba tradicionalmente el sistema de pesas avoirdupois , un proceso que fue formalizado por Eduardo III en 1340. Al mismo tiempo, la piedra , cuando se usaba para pesar lana, se formalizó en 14 libras. [3] : 91–94
Durante el período Tudor se realizaron numerosas reformas en los pesos y medidas inglesas. En 1496, Enrique VII ordenó que se hicieran copias de referencia de la yarda, la libra y el galón de latón y se distribuyeran en pueblos y ciudades específicos de todo el reino. [12] : 36 Muchos pesos y medidas que se habían empezado a utilizar fueron prohibidos: en 1527 Enrique VIII prohibió la libra Tower (5400 granos frente a los 5760 granos de los boticarios y las libras 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 estatuto" (5280 pies contra los 5000 pies de la milla londinense o inglesa antigua). [3] : 123
Según el Acta de Unión de 1707 , Escocia, que había desarrollado su propio sistema de pesos y medidas independientemente de Inglaterra, los abandonó en favor de los pesos y medidas ingleses. [12] : 90–91 Las Actas de Unión de 1800 que unieron Irlanda con Gran Bretaña tuvieron menos efecto en los pesos y medidas: los pesos y medidas irlandeses se basaron en el pie y la libra avoirdupois ingleses desde 1351, aunque el acre y la libra irlandeses millas se basaron en una posición de 7 yardas, no 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 el tejido 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 el mismo conjunto de unidades. Mismos nombres pero diferentes tamaños: el galón de vino mide 231 pulgadas cúbicas y el galón de cerveza o cerveza mide 282 pulgadas cúbicas. Los productos agrícolas se vendían por bushel, que se basaba en otro galón más: el galón seco de 268,8 pulgadas cúbicas. Aunque la ley no lo permite explícitamente, muchos mercados utilizaban fanegas en función del peso en lugar del volumen al vender trigo y cebada. [12] : 85–88
La Ley británica de pesos y medidas de 1824 derogó toda la legislación británica sobre pesos y medidas existente, algunas de las cuales se remontaban al siglo XIII, y redefinió las unidades de medida existentes. En particular, se fabricaron una nueva yarda estándar y una libra troy como estándares de longitud y 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, se descubrió que ser 277,274 pulgadas cúbicas. El bushel , que al igual que el galón, tenía definiciones que reflejaban los distintos galones, se definió como 8 galones imperiales. [13] [14]
La Ley de 1824 también introdujo algunos cambios en la administración de los estándares de pesos y medidas: anteriormente se había dado 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. Tras un informe publicado en 1841 por una comisión, se fabricaron nuevos estándares de yarda y libra utilizando las mejores fuentes secundarias disponibles. A diferencia del estándar anterior, el nuevo estándar de la libra era una libra avoirdupois. Fueron aceptados 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 del patio estándar fue ofrecido y aceptado por el Gobierno de los Estados Unidos. [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 14; Britten, en 1880, por ejemplo, catalogó varios valores diferentes de la piedra en varios pueblos y ciudades británicas, desde 4 libras hasta 26 libras [16] La Ley de 1835 también restringió el uso de la medida Troya a los metales preciosos y exigió que el carbón se vendiera por peso y no por volumen.
La Ley de Pesos y Medidas de 1878 revisó el régimen de inspección de 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 del lista de unidades de medida legales, agregó la braza a la lista de unidades legales y fijó la relación entre unidades métricas e imperiales en un metro igual a 39,3708 pulgadas y un kilogramo a 15432,3487 granos (1 libra = 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. HM Customs and Excise continuó utilizando la definición de 1824 a efectos de impuestos especiales. [15]
La Ley de Pesas y Medidas de 1878 prohibió efectivamente el uso de pesas métricas para el comercio, ya que el Reino Unido se había negado a 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, HJ Chaney, director de estándares de Londres, se puso en contacto extraoficialmente con el BIPM (custodios del metro estándar) para preguntar si el BIPM calibraría algunos estándares de medidor que se habían fabricado en el Reino Unido. Broch , director del BIPM, respondió que no estaba autorizado a realizar calibraciones de este tipo 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; Al año siguiente se publicará una lista de equivalentes métricos a imperiales. [20]
En virtud de la Ley de Pesos y Medidas de 1824, la custodia de la yarda y libra estándar y la custodia de la administración de pesos y medidas se confió al Tesoro, pero la verificación se administró localmente. La Ley de 1835 describía formalmente el cargo y los deberes de los inspectores de pesos y medidas y exigía que cada municipio nombrara dichos funcionarios y la Ley de 1866 transfirió la responsabilidad de los pesos y medidas a la Junta de Comercio . En 1900, la Junta de Comercio estableció el Laboratorio Nacional de Física (NPL) para proporcionar instalaciones de laboratorio para pesos y medidas. [14]
Después de la aprobación de la Ley de 1897, los pesos y medidas en el Reino Unido permanecieron relativamente sin cambios hasta después de la Segunda Guerra Mundial . A mediados de siglo, la diferencia de 2 partes por millón entre los astilleros estándar británicos 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, representantes de la NPL y otros laboratorios nacionales de los Estados Unidos y la Commonwealth acordaron redefinir el patio con exactamente 0,9144 metros, acción que fue ratificada por el gobierno británico como parte de la Ley de Pesos y Medidas de 1963. .
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La métrica en el Reino Unido comenzó a mediados de los años 1960. Inicialmente, esta métrica era voluntaria y en 1985 muchas unidades de medida tradicionales e imperiales habían sido retiradas voluntariamente del uso en el 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 señales de tráfico y los pesos imperiales más comunes, como el pie, la pulgada, la libra, la onza, el galón y la pinta, continuaron utilizándose en el comercio al por menor para la venta de mercancías a granel o mercancías medidas o pesadas delante del 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 suplementarias 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] Muchos 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 autóctonas, partes de Canadá [26] y Sudáfrica [27] incluyeron unidades de medida de agrimensura de anteriores amos coloniales en sus sistemas de medición. medida, mientras que muchos territorios utilizaban sólo un subconjunto de las unidades utilizadas en el Reino Unido; en particular, la piedra , el cuarto y el cental no estaban catalogados, entre otros, en la legislación australiana, [28] canadiense [29] e india [24] . Además, Canadá alineó su tonelada con las medidas estadounidenses al catalogar la tonelada de 2000 libras como legal para el comercio, pero mantuvo el galón imperial. [29]
La estandarización del astillero en 1960 requirió no sólo un acuerdo entre los Estados Unidos y el Reino Unido, sino también entre Canadá, Australia, Nueva Zelanda y Sudáfrica, todos los cuales tenían sus propios laboratorios de estándares.
Antes de la Declaración de Independencia de los Estados Unidos en 1776, las Trece Colonias que se convertirían en los Estados Unidos utilizaban el sistema de medición inglés . [30] Los Artículos de la Confederación , anteriores a la Constitución , otorgaban al gobierno central "el derecho y el 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, se encargó a Thomas Jefferson que elaborara 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 estándar local y también dejó el camino abierto para la adopción de un sistema basado en decimales si fuera apropiado. [30] Al final se mantuvieron las normas 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 parecían cumplir su propósito. El Congreso no hizo nada, pero Ferdinand Hassler , superintendente de la inspección de la costa este , que en 1790 se había conocido mediante contactos en su Suiza natal , adquirió una copia del mètre des Archives [francés] . En 1810, el Tesoro envió a Ferdinand Hassler a Europa para adquirir instrumentos y patrones de medición. [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 contra la adopción del sistema métrico. El Congreso no hizo nada y en 1832 el Tesoro adoptó la yarda de 36 pulgadas como unidad de longitud a efectos aduaneros, la libra avoirdupois de 7000 granos como unidad de peso y el galón de 231 pulgadas cúbicas (el "galón Reina Ana") y el bushel de 2150,42 pulgadas cúbicas como unidad de volumen. [35] El Congreso hizo poco para promover estándares en todo Estados Unidos aparte de fijar el tamaño de la yarda y el galón. [36]
A lo largo del siglo XIX, los estados individuales desarrollaron sus propios estándares y, en particular, surgió una variedad de fanegas basadas en el peso (masa) en lugar del volumen, dependientes 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, de un medio de supervisión regulatoria. Al año siguiente se celebró una reunión que posteriormente se convirtió en una reunión anual conocida como 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: un bushel de maíz pesa 56 lb, un bushel de avena 38 lb y un bushel de soja 60 lb y un bushel de trigo rojo de invierno (tanto duro como blando) también 60 libras. Otras mercancías en la bolsa se cuentan en libras, toneladas cortas o toneladas métricas. [37]
Una de las acciones tomadas por el Congreso fue permitir el uso del sistema métrico en el comercio (1866), realizado en el apogeo del proceso de métrico 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 pasó 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 paralizaron el crecimiento económico de Estados Unidos en el siglo XIX llevaron a la Oficina Nacional de Estándares a convocar una reunión de estados en 1905 que resultó en la creación de la Conferencia Nacional. sobre Pesos 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 Estados Unidos ha para tomar la iniciativa. [43]
Durante el siglo XX, el principal cambio en el sistema habitual de pesos y medidas fue un acuerdo entre el NIST y los organismos correspondientes en Australia, Canadá, Nueva Zelanda, Sudáfrica y el Reino Unido, firmado en 1960, que redefinió la yarda y la libra. en términos de metro y kilogramo respectivamente. Estas nuevas unidades se conocieron como yarda y libra internacionales. El Congreso no ha respaldado ni repudiado esta acción. (Ver § Equivalentes métricos).
Las unidades imperiales y estadounidenses se han utilizado durante mucho tiempo en muchas ramas de la ingeniería. Dos de las primeras unidades de medida que se utilizaron fueron los caballos de fuerza y los grados Fahrenheit . Los caballos de fuerza fueron definidos 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 alrededor de 1713 como una escala de temperatura que tiene su punto de calibración inferior (0 °F) a la temperatura donde se congela una mezcla sobresaturada de sal/hielo y su punto de calibración superior a la temperatura corporal (96 °F). En 1777 la Royal Society , bajo la presidencia de Henry Cavendish , propuso modificar la definición de la escala Fahrenheit de modo que la temperatura correspondiente al punto de fusión del hielo fuera de 32 °F (0 °C) y el punto de ebullición del agua bajo el estándar. las condiciones atmosféricas sean 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 unidad de calor basada en unidades imperiales en lugar de las unidades métricas utilizadas por los franceses [48] ; Clément-Desormes definió 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 unidades de medida y propuso los nombres dina y ergio como unidades de fuerza y trabajo en el sistema CGS. de unidades . [50] [51] [Nota 4] Dos años más tarde, James Thomson , hermano mayor de William Thomson, introdujo el término libra como una unidad coherente de fuerza en el sistema de medición pie-libra-segundo (FPS). [52] La unidad de trabajo FPS es el pie-poundal . [53]
Otros sistemas para medir cantidades dinámicas que utilizaban unidades imperiales y estadounidenses 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 de fuerza como unidad de fuerza, pero utilizan enfoques diferentes al aplicar las leyes del 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 deberían usarse para g , y en 1901 la CGPM publicó un valor estándar para g que debería usarse en el "Servicio Internacional de Pesas y Medidas", a saber, 32,174049 pies/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:
AE se ignora en muchos cursos y libros de texto de ingeniería [56] [57], mientras que algunos, como Darby, solo usan EE (junto con SI), habiendo descrito los sistemas BG y EE como "arcaicos". [58]
La yarda estándar y la libra [Troy] se perdieron en 1834 cuando un incendio destruyó parcialmente el Palacio de Westminster . Tras un informe publicado en 1841 por una comisión, se fabricaron una nueva yarda y una libra estándar utilizando las mejores fuentes secundarias disponibles. A diferencia del patrón anterior, el nuevo patrón de libra, hecho de platino, era una libra avoirdupois. La nueva yarda, un poco más larga que una yarda para evitar el desgaste como se experimentó con el mètre des Archives , estaba hecha de latón y tenía dos tapones dorados cerca de su extremo. Las marcas de arañazos en los enchufes indicaban la longitud del patio. Fueron aceptados 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 del estándar yarda y La libra avoirdupois (conocida en los Estados Unidos como "libra Mint") fue ofrecida y aceptada por el gobierno de los Estados Unidos. [15]
En los años que siguieron 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 de metro internacional, fabricado a partir de una aleación de platino-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 el patio 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 Mint" tenía mala mano de obra.
En 1866, el gobierno de los Estados Unidos legalizó el uso de unidades métricas en el derecho contractual, definiéndolas en términos de unidades habituales equivalentes a cinco cifras significativas, lo que era suficiente para fines comerciales. [62] En 1893, bajo la Orden Mendenhall , Estados Unidos abandonó la yarda de 1855 como estándar de longitud y la "libra Mint" como estándar de masa, redefiniéndolos en términos de metro y 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, que se utilizaron en la Ley de Pesos y Medidas de 1897 para redefinir la yarda y la libra en términos de metro y kilogramo, respectivamente. Además, se reafirmaron las definiciones tanto de yarda como de libra en términos de los artefactos en poder del gobierno británico, dando a yarda y libra dos definiciones diferentes. [20] Las diferencias entre la yarda y la libra británica y estadounidense 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 propios ejemplares de la libra y el astillero. Estas discrepancias legales y técnicas, descritas por McGreevy (pág. 290) como "incorrectas" llevaron a la Conferencia Científica de la Commonwealth de 1946. [15] [64] propusieron que los países de la Commonwealth y los Estados Unidos deberían redefinir el patio y la libra. en términos de una fracción acordada del metro y del kilogramo respectivamente. Los laboratorios de normas llegaron a un acuerdo en 1960 para redefinir el patio y la libra como
El dígito final del valor elegido para la libra se eligió de modo que el número fuera divisible por 7 sin decimales periódicos , lo que hace que el grano sea exactamente 64,798 91 miligramos . [sesenta y cinco]
Este acuerdo fue ratificado por el Reino Unido en 1963, mientras que Canadá se adelantó a la decisión adoptando estos valores en 1951, nueve años antes del acuerdo internacional completo. El Congreso de Estados Unidos no ha ratificado ni repudiado el acuerdo. [36]
Antes de 1960, la yarda imperial y tradicional y la libra estaban lo suficientemente cerca entre sí [Nota 5] que para la mayoría de los propósitos prácticos las diferencias en los tamaños de las unidades de longitud, área, volumen y masa podían ignorarse, aunque había diferencias en 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 del patio internacional en 1960 causó efectos pequeños pero notables en la topografía en los Estados Unidos. Estados, lo que resultó en que algunos estados conservaran las definiciones originales de las unidades de medida habituales que ahora se conocen como milla topográfica, 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 tradicional y el imperial: el sistema imperial empleaba la piedra de 14 libras, el quintal de 8 piedra [Nota 6] y la tonelada de 2240 libras (20 quintales), mientras que el El sistema habitual de unidades no emplea la piedra pero tiene un quintal de 100 libras y una tonelada de 2000 libras. En el comercio internacional, la tonelada de 2240 libras a menudo se denominaba "tonelada larga" y la tonelada de 2000 libras como "tonelada corta". Cuando se utilizan unidades habituales, lo habitual es expresar el peso corporal en libras, pero cuando se utilizan unidades imperiales, se utilizan piedras y libras . [70]
En su Plan para establecer la uniformidad en las monedas, pesos y medidas de los Estados Unidos , Thomas Jefferson , entonces secretario de Estado , identificó 14 galones diferentes en estatutos ingleses que variaban en tamaño de 224 a 282 pulgadas cúbicas (3,67 a 4,62 litros). [30]
En 1832, en ausencia de instrucciones 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 galón oficial en los Estados Unidos a efectos fiscales. Dieciséis onzas líquidas estadounidenses equivalen a una pinta estadounidense (8 pintas equivalen a 1 galón tanto en el sistema tradicional como en el 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 es 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 tradicional de EE. UU. utiliza un conjunto de unidades secas de capacidad que tienen un conjunto de nombres similar [Nota 7] a las de capacidad líquida, aunque con diferentes volúmenes: 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 imperial de medidas no tiene equivalente al sistema habitual estadounidense de "medidas secas".
En los mercados internacionales de materias primas, el barril ( 42 galones estadounidenses , ≈159 litros) se utiliza tanto en Londres como en Nueva York/Chicago para el comercio de petróleo crudo y la onza troy (≈31,10 gramos) para el comercio de metales preciosos, excepto el barril de Londres. Los mercados utilizan unidades métricas y la Junta de Comercio de Chicago utiliza unidades habituales.
Las tablas siguientes catalogan las unidades de medida imperiales cuyo uso se permitía en el comercio en el Reino Unido en vísperas de la métrica (1976) [71] [72] y las "unidades de medida habituales que se han utilizado tradicionalmente en los Estados Unidos". ". [73] Además, también se catalogan las unidades de medida nombradas que se utilizan en la industria de la ingeniería. Antes de la métrica, las unidades de medida utilizadas en Irlanda eran las mismas que las utilizadas en el Reino Unido, mientras que las utilizadas en la Commonwealth británica y en Sudáfrica eran en la mayoría de los casos un subconjunto de las utilizadas en el Reino Unido y, en ciertos casos, , diferencias locales.
A menos que se especifique lo contrario, las unidades de medida citadas a continuación se utilizaron tanto en los Estados Unidos como en el Reino Unido. Los equivalentes del SI se expresan con cuatro cifras significativas.
En 1893, Estados Unidos fijó el patio en 3600 ⁄ 3937 metros, lo que lo hizo de 0,9144018 metros y en 1896 las autoridades británicas fijaron el patio en 0,9143993 metros. [ cita necesaria ] En ese momento, la discrepancia de aproximadamente dos partes por millón se consideraba insignificante. En 1960, el Reino Unido, Estados Unidos, Australia, Canadá y Sudáfrica estandarizaron sus unidades de longitud definiendo la "yarda internacional" como exactamente 0,9144 metros. [ cita necesaria ] Este cambio afectó a los agrimensores en los Estados Unidos y llevó a que las unidades antiguas pasaran a llamarse "pies topográficos", "millas topográficas", etc. Sin embargo, la introducción de la cuadrícula nacional de Ordnance Survey basada en métricas en el Reino Unido en 1938 significó que los topógrafos británicos no se vieron afectados por el cambio. [ cita necesaria ]
Notas
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La introducción del astillero internacional en 1960 no tuvo ningún efecto en las mediciones de área británicas; sin embargo, las mediciones de área terrestre en Estados Unidos, a diferencia de otras medidas de área (como libras por pulgada cuadrada ), continuaron basándose en el astillero legal de EE. UU.
Notas
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Varias de las unidades de volumen de líquido tienen nombres similares, pero tienen volúmenes diferentes y, en el caso de onzas y pintas líquidas, relaciones diferentes. Además, las definiciones de 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
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Las unidades de masa tanto en el sistema imperial como en el tradicional estadounidense siempre han utilizado el mismo estándar, aunque en el siglo XIX se desarrollaron diferencias en los múltiplos de la libra avoirdupois. Ambos sistemas utilizaban tres escalas: avoirdupois para uso general, troy para metales preciosos y boticarios para medicina.
Notas
Notas
La masa boticaria se utilizaba en la industria farmacéutica y se ha mantenido casi sin cambios desde la Edad Media: la libra y la onza boticaria son las mismas que la libra y la onza troy, pero cada sistema tiene diferentes divisiones. 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 estadounidense 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 libra , 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 catalogadas anteriormente, existen cientos de otras unidades de medida tanto en el sistema de medida imperial como en el habitual de los EE. UU.; muchas son específicas de una industria de aplicación en particular. En teoría, dichas unidades podrían ser reemplazadas 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 ser reemplazado por la cúbica. metro o litro. [75]
Las definiciones de diferencia de potencial ( voltios ), corriente eléctrica ( amperios ) y resistencia eléctrica ( ohmios ) se definieron en términos de unidades métricas; se alcanzó 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 era un problema en el Reino Unido. De manera similar, las unidades de medida radiológicas se definieron en términos de unidades métricas, habiéndose llegado a 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 medición en la mayoría de los países de habla inglesa, lo que resultó en el desplazamiento parcial o total del sistema imperial o del sistema de medida habitual de Estados Unidos en esos países. El estado actual de las unidades imperiales y consuetudinarias estadounidenses, 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 todavía se utilizan predominantemente en los Estados Unidos". [78]
Sin embargo, la situación no es tan clara. En Estados Unidos, por ejemplo, el sistema métrico es el sistema de medida predominante en ciertos campos como la fabricación de automóviles, aunque en la fabricación de aviones se utilizan unidades habituales. [79] En el Reino Unido, se requieren unidades métricas para casi todo el uso regulado [Nota 11] de unidades de medida, excepto en algunas áreas específicamente exentas, como las señales de tráfico , los velocímetros y la cerveza de barril . [80] La medición también está casi completa en los países de la Commonwealth : Australia , India , Nueva Zelanda y Sudáfrica; La medición en Canadá ha desplazado al sistema imperial en muchas áreas. [81]
Los sistemas de medición imperial y estadounidense utilizan el SI para sus definiciones formales, definiéndose la yarda como 0,9144 metros exactamente, la libra avoirdupois como0,453 592 37 kilogramos exactamente mientras que ambos sistemas de medida comparten la definición del segundo .
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