FISICA

SISTEMAS DE UNIDADES

En las ciencias físicas tanto las leyes como las definiciones relacionan matemáticamente entre sí grupos, por lo general amplios, de magnitudes.

Esas pocas magnitudes relacionadas se denominan magnitudes fundamentales, mientras que el resto que pueden expresarse en función de las fundamentales reciben el nombre de magnitudes derivadas.

Cuando se ha elegido ese conjunto reducido y completo de magnitudes fundamentales y se han definido correctamente sus unidades correspondientes, se dispone entonces de un sistema de unidades.

Sistema internacional de

unidades. SI.A lo largo de la historia el hombre ha venido empleando diversos tipos de sistemas de unidades.

Estos están íntimamente relacionados con la condición histórica de los pueblos que las crearon, las adaptaron o las impusieron a otras culturas.

Su permanencia y extensión en el tiempo lógicamente también ha quedado ligada al destino de esos pueblos y a la aparición de otros sistemas más coherentes y generalizados.

El sistema anglosajón de medidas -millas, pies, libras, Grados Fahrenheit - todavía en vigor en determinadas áreas geográficas, es, no obstante, un ejemplo evidente de un sistema de unidades en recesión.

Otros sistemas son:A. El cegesimal - centímetro,

gramo, segundo .B. El terrestre o técnico -metro-

kilogramo, fuerza-segundo. C. El Giorgi o MKS - metro,

kilogramo, segundo.D. El sistema métrico decimal-

muy extendido en ciencia, industria y comercio, y que constituyó la base de elaboración del Sistema Internacional.

La XI Conferencia General de Pesas y Medidas celebrada en París en 1960, tomó la resolución de adoptar el llamado con anterioridad Sistema Práctico de Unidades, como Sistema Internacional, que es, precisamente, como se le conoce a partir de entonces.

El Sistema Internacional de Unidades (abreviadamente SI) distingue y establece, además de las magnitudes básicas y de las magnitudes derivadas, un tercer tipo formado por aquellas que aún no están incluidas en ninguno de los dos anteriores, son denominadas magnitudes suplementarias.

El SI toma como magnitudes fundamentales:

1. La longitud.2. La masa.3. El tiempo.4. La intensidad de corriente

eléctrica.5. La temperatura absoluta. 6. La intensidad luminosa.7. La cantidad de sustancia.

Y fija las correspondientes unidades para cada una de ellas.

A estas siete magnitudes fundamentales hay que añadir dos suplementarias asociadas a medidas angulares:

a. El ángulo plano y b. El ángulo sólido.

UNIDADES FUNDAMENTALES1. Unidad de Longitud: El metro

(m) es la longitud recorrida por la luz en el vacío durante un período de tiempo de 1/299 792 458 s.

2. Unida de Masa: El kilogramo (kg) es la masa del prototipo internacional de platino iridiado que se conserva en la Oficina de Pesas y Medidas de París.

3. Unidad de Tiempo: El segundo (s) es la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre dos niveles fundamentales del átomo Cesio 133.

4. Unidad de Corriente Eléctrica: El ampere (A) es la intensidad de corriente, la cual al mantenerse entre dos conductores paralelos, rectilíneos, longitud infinita, sección transversal circular despreciable y separados en el vacío por una distancia de un metro, producirá una fuerza entre estos dos conductores igual a 2 x 10-7 N por cada metro de longitud.

5. Unidad de Temperatura Termodinámica: El Kelvin (K) es la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

6. Unidad de Intensidad Luminosa: La candela (cd) es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia 540 x 1012 Hertz y que tiene una intensidad energética en esta dirección de 1/683 W por estereorradián (sr).

7. Unidad de Cantidad de Sustancia: El mol es la cantidad de materia contenida en un sistema y que tiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Cuando es utilizado el mol, deben ser especificadas las entidades elementales y las mismas pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones, otras partículas o grupos de tales partículas.

Las unidades base del Sistema Internacional de Unidades son:

UNIDADES DERIVADASCiertas unidades derivadas han recibido unos nombres y símbolos especiales.

Estas unidades pueden así mismo ser utilizadas en combinación con otras unidades base o derivadas para expresar unidades de otras cantidades.

Estos nombres y símbolos especiales son una forma de expresar unidades de uso frecuente.

1. Coulomb (C): Cantidad de electricidad transportada en un segundo por una corriente de un amperio.

2. Joule (J): Trabajo producido por una fuerza de un newton cuando su punto de aplicación se desplaza la distancia de un metro en la dirección de la fuerza.

3. Newton (N): Es la fuerza que, aplicada a un cuerpo que tiene una masa de 1 kilogramo, le comunica una aceleración de 1 metro por segundo, cada segundo.

4. Pascal (Pa): Unidad de presión. Es la presión uniforme que, actuando sobre una superficie plana de 1 metro cuadrado, ejerce perpendicularmente a esta superficie una fuerza total de 1 newton.

5. Volt (V): Unidad de tensión eléctrica, potencial eléctrico, fuerza electromotriz. Es la diferencia de potencial eléctrico que existe entre dos puntos de un hilo conductor que transporta una corriente de intensidad constante de 1 ampere cuando la potencia disipada entre esos puntos es igual a 1 watt.

6. Watt (W): Potencia que da lugar a una producción de energía igual a 1 joule por segundo.

7. Ohm (Ω): Unidad de resistencia eléctrica.

8. Weber (Wb): Unidad de flujo magnético, flujo de inducción magnética.

Prefi jo Signo

Atto 1.000.000.000.000.000.000 a

Femto 1.000.000.000.000.000 f

Pico 1.000.000.000.000 p

Nano 1.000.000.000 n

Micro 1.000.000 µ

Mili 1.000 m

Centi 100 c

Deci 10 d

Unidad 1 -

Deca 0,1 da

Hecto 0,01 h

Kilo 0,001 k

Miria 0,000.1 ma

Mega 0,000.001 M

Giga 0,000.000.001 G

Tera 0,000.000.000.001 T

Peta 0,000.000.000.000.001 P

Exa 0,000.000.000.000.000.001 E

Prefi jo Factor

Atto 1.10-18

Femto 1.10-15

Pico 1.10-12

Nano 1.10-9

Micro 1.10-6

Mili 1.10-³

Centi 1.10-2

Deci 1.10-1

Unidad 1.10°

Deca 1.10¹

Hecto 1.10 ²

Kilo 1.10³

Miria 1.104

Mega 1.106

Giga 1.109

Tera 1.1012

Peta 1.1015

Exa 1.1018

EJERCICIOS1. El tiempo transcurrido desde que los

primeros animales habitaron el mundo, sobre tierra seca, es de unos 12.000.000.000.000.000 segundos. Expresar este tiempo como notación científica.

2. La velocidad de propagación de la luz en el vacío es igual para todos los cuerpos y colores: c = (300000 km/s.) Expréselo en notación científica.

3. Convierte los números decimales a la notación científica:

a. 40000 g) 0.087b. 67 h)

0.000967c. 480d. 497000e. 0.0021f. 0.789

4. Efectúe las siguientes conversiones:

a. 24 mg a kgb. 8,6 cg a gc. 2.600 cm a md. 92 cm ³ a m ³e. 3 kg a gf. 9 cm a mg. 5 h a sh. 0,05 km a cmi. 135 s a h