Unidad de medida en Física 1

A través de la historia de la humanidad, el hombre ha inventado numerosas unidades de medida antes de crear un sistema internacional

Para efectuar una medida:

Debemos considerar que para cada clase de magnitud debe fijarse una unidad de medida, así, hay unidades de:

-Longitud

-Masa

-Tiempo

-Densidad absoluta, etc.

Las unidades se pueden clasificar en:

-Unidades fundamentales

-Son aquellas que corresponden a las magnitudes fundamentales

-Unidades derivadas

-Se forman de la combinación de las unidades fundamentales y otras derivadas

Las definiciones de las unidades evolucionaron para poder seguir los progresos de la técnica, en 1960, durante la onceava Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM), se elaboró, tomando como base el Sistema Métrico Decimal, un nuevo sistema denominado Sistema Internacional de Unidades (SI)

Actualmente este sistema es aceptado mundialmente, el SI está constituido por:

-Los patrones de medida

-Un método para formar unidades mayores y menores

-Las definiciones de las magnitudes derivadas como:

-La energía

-La potencia

-La fuerza

Las unidades fundamentales del SI son siete:

Unidades fundamentales

Hay que considerar que las definiciones de las unidades fundamentales han cambiado constantemente a lo largo de la historia, las aceptadas en la actualidad son:

-Kilogramo (kg)

-Se define como la masa de un cilindro fabricado con una aleación de platino-iridio que se conserva en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas

-Este patrón de masa se estableció en 1889 y no se ha cambiado, ya que la aleación de platino-iridio es extraordinariamente estable

-Metro (m)

– Es la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un intervalo de 1/299 792 458 de segundo

-Esta nueva definición del metro se formuló en 1983

-Esta definición establece que la rapidez de la luz en el vacío es de 299 792 458 m/s

-Segundo (s)

-Es el tiempo que requiere un átomo de cesio 133 para realizar 9 192 631 770 vibraciones, que corresponden a la transición entre dos niveles hiperfinos del estado fundamental

-Kelvin (K)

-Se define como la fracción 1/273.16 de la temperatura triple del agua

-El punto triple del agua corresponde a la temperatura y presión únicas en las que el agua, el vapor de agua y el hielo pueden coexistir en equilibrio

-Ampere (A)

-Es la intensidad de una corriente constante que, mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita y de sección circular despreciable, separados por una distancia de un metro y situados en el vacío, produce entre dichos conductores una fuerza de 2 x 10^-7 newtons por cada metro de longitud

-La fuerza producida se debe a los campos magnéticos de los conductores

-Mol (mol)

 -Es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene un número de entidades elementales equivalente a la cantidad de átomos que hay en 0.012 kg de carbono 12

-Cuando se utiliza el mol, hay que especificar las entidades elementales, ya que éstas pueden ser:

-Átomos

-Moléculas

-Iones

-Electrones

-Otras partículas

-Candela (cd)

-Es la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 x 10¹² hertz y cuya intensidad energética en esa dirección es 1/683 watt por esterradián

-Unidades suplementarias

-Radian

-Para medir ángulos en un plano

-El radian es el ángulo cuyo vértice se encentra en el centro de la circunferencia y cuyos lados tienen el valor del radio y una longitud del arco igual a la longitud del radio

-Esterradián

-Para medir un ángulo sólido

-El esterradián es el ángulo solido cuyo vértice está en el centro de una esfera subtendida por un área de la superficie esférica igual al área de un cuadrado con lados de longitud igual al radio

Unidades derivadas

Las unidades derivadas en el SI se forman con la combinación de las unidades fundamentales, las unidades suplementarias y otras unidades derivadas, de acuerdo con la ecuación algebraica que las relaciona

Con lo anterior, unidad de la densidad absoluta se obtiene de considerar la ecuación que la define (p = m/V) y también de sustituir las unidades de las magnitudes que aparecen en ella, esto es que la unidad de la densidad absoluta es kg/m³

Las unidades derivadas que reciben nombres especiales y de más uso son:

Hay que considerar que en la vida cotidiana y en la ciencia no siempre se expresa el resultado en términos de las unidades fundamentales o derivadas de ellas, por ejemplo:

-Para expresar la distancia de una ciudad a otra se utilizan kilómetros y no metros

-Para hablar de la longitud de un lápiz lo hacemos en términos de centímetros

Esto es, muchos resultados se expresan en términos de múltiplos (cantidades mayores que la unidad) y submúltiplos (cantidades menores que la unidad) de las unidades

Un prefijo es:

Los prefijos se emplean antepuestos a la unidad para indicar los distintos múltiplos y submúltiplos

En el SI se emplean prefijos, estos son:

La utilidad de los múltiplos y submúltiplos radica en su forma práctica de expresar cantidades grandes o pequeñas, como se aprecia en la siguiente tabla