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Una
UNIDAD DE MEDIDA es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física.
Una
magnitud física es una propiedad o cualidad medible de un sistema físico, es decir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medición.
Las magnitudes físicas se miden usando un patrón que tenga bien definida esa magnitud, y tomando como unidad la cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón.
Las primeras magnitudes definidas estaban relacionadas con la medición de longitudes, áreas, volúmenes, masas patrón, y la duración de periodos de tiempo.
En términos generales,
MAGNITUD es toda propiedad de los cuerpos que puede ser medida.
En general, una unidad de medida toma su valor a partir de un patrón o de una composición de otras unidades definidas previamente.
Las primeras unidades se conocen como unidades básicas o de base (
fundamentales), mientras que las segundas se llaman unidades
derivadas.
Entonces
MEDIR es COMPARAR CON UNA UNIDAD.
SISTEMA DE UNIDADES es un conjunto de unidades de medida en el que ninguna magnitud tiene más de una unidad asociada.
Sistema cegesimal de unidades (sistema CGS o de Gauss)
es un sistema de unidades basado en el centímetro, el gramo y el segundo.
El sistema CGS ha sido casi totalmente reemplazado por el Sistema Internacional de Unidades (SI).
Sin embargo aún perdura su utilización en algunos campos científicos y técnicos muy concretos, con resultados ventajosos en algunos contextos (por ejemplo, en electromagnetismo).
La Oficina Internacional de Pesos y Medidas, reguladora del Sistema Internacional de Unidades, desaconseja su uso.
Sistema MKS de unidades
es un sistema de unidades que expresa las medidas utilizando como unidades fundamentales metro, el kilogramo y el segundo.
El sistema MKS de unidades sentó las bases para el Sistema Internacional de Unidades, que ahora sirve como estándar internacional.
El sistema MKS de unidades nunca ha tenido un organismo regulador, por lo que hay diferentes variantes que dependen de la época y el lugar.
La unidad de longitud y distancia del sistema M.K.S. es el
metro
El metro es también la unidad principal de longitud del Sistema Internacional de Unidades.
Un metro es la distancia que recorre la luz en el vacío durante un intervalo
de 1/299 792 458 de segundo.
Su símbolo es m (no es una abreviatura: no admite mayúscula, punto ni plural).
La unidad de masa del sistema MKS es el
kilogramo
Desde 1889, el Sistema Internacional de Medidas define que la unidad debe ser igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo (IPK), que se fabrica con una aleación de platino e iridio (en proporción de 90% y 10%, respectivamente, medida por el peso) y se trabaja a máquina en forma de cilindro circular recto (con una altura igual al diámetro) de 39 milímetros.
La unidad de tiempo de todos los sistemas de unidades es el
segundo
Hasta 1967 se definía como 1/86.400 ava parte de la duración que tuvo el día solar medio entre los años 1750 y 1890 y, a partir de esa fecha, su medición se hace tomando como base el tiempo atómico.
Según la definición del Sistema Internacional de Unidades:
un segundo es la duración de 9 192 631 770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio (133Cs), a una temperatura de 0 K.
El segundo medido a partir del tiempo atómico es más estable que la rotación de la Tierra, lo que obliga a ajustes destinados a mantener concordancia entre el tiempo atómico y el tiempo solar medio.
Sistema Técnico de Unidades
Un sistema técnico de unidades es cualquier sistema de unidades en el que se toma como magnitudes fundamentales la longitud, la fuerza, el tiempo y la temperatura.
No hay un sistema técnico normalizado de modo formal, pero normalmente se aplica este nombre específicamente al basado en el sistema métrico decimal y que toma:
-el
metro como unidad de longitud y distancia,
-el
kilogramo-fuerza o
kilopondio como unidad de fuerza,
-el
segundo como unidad de tiempo y
-la
caloría como unidad de cantidad de calor.
Al estar basado en el peso en la Tierra, también recibe los nombres de
sistema gravitatorio (o
gravitacional) de unidades y
sistema terrestre de unidades.
Unidades fundamentales del
Sistema Técnico (Práctico o Ingenieril)
Longitud (o distancia)
Como unidad de longitud se toma normalmente el
metro, aunque cuando resulta poco práctico por resultar una unidad muy grande se toma el centímetro.
Fuerza
La unidad de fuerza es el
kilogramo-fuerza (kgf) o
kilopondio (kp), definido como
el peso que tiene un cuerpo de 1 kilogramo de masa (SI) en condiciones terrestres de gravedad normal (
g = 9,80665 m/s2). Por tanto esta unidad es invariable y no depende de la gravedad local.
Esta unidad debe distinguirse del peso local de un cuerpo que tiene la masa de un 1 kg.
Tiempo
La unidad de tiempo es el
segundo, de símbolo s.
Temperatura
Como unidad se ha preferido el
grado Celsius.
Cantidad de calor
Como unidad de cantidad de calor se toma la
kilocaloría.
Las demás unidades del sistema técnico (velocidad, masa, trabajo, etc.) se derivan de las anteriores mediante leyes físicas.
Masa
La unidad de masa se deriva usando la segunda ley de Newton m = F/a.
Queda definida como
aquella masa que adquiere una aceleración de 1 m/s2 cuando se le aplica una fuerza de 1 kilopondio (o kilogramo-fuerza).
Se le llama
unidad técnica de masa, que se abrevia u.t.m. (
no tiene símbolo de unidad).
1 u.t.m. = 1 kgf / (1 m/s2) (definición)
Trabajo y energía
El trabajo y la energía mecánicos se expresan en kilográmetros (kgm) = kilogramos-fuerza x metro.
Un kilográmetro es el trabajo que realiza una fuerza de 1 kilogramo-fuerza, cuando desplaza su punto de aplicación una distancia de 1 metro en su misma dirección.
1 kgm o kpm = 1 kgf × 1 m (definición)
Presión
Es la relación entre una fuerza aplicada y el área de la superficie sobre la que se aplica.
presión = fuerza/área . La presión se expresa en
kgf/cm2 (kilogramo-fuerza por centímetro cuadrado). No tiene nombre específico.
1 kgf/cm² = 98 066,5 Pa = 1 atmósfera
Sistema Internacional de Unidades (SI), también denominado Sistema Internacional de Medidas,
Es el sistema de unidades que se usa en casi todos los países.
Se instauró en 1960, a partir de la Conferencia General de Pesos y Medidas, durante la cual inicialmente se reconocieron seis unidades físicas básicas. En 1971 se añadió la séptima unidad básica: el
mol.
Sus unidades (salvo el kilogramo masa) se basan en fenómenos físicos fundamentales. Las unidades del SI constituyen referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medición.
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En resumen:
Vamos a completar ideas acerca de tres sistemas.
-
El cgs o de Gauss, para pequeñas unidades. Tomamos como referencia los elementos que pueden colocarse sobre nuestra mesa de laboratorio.
-
El MKS, para unidades mayores. Aquí pensamos en todo el laboratorio, considerando, por ejemplo, la mesa del mismo.
-
El sistema técnico o práctico, centrando la atención no en las masas sino en su peso promedio, es decir, en la fuerza con que son atraídas por la Tierra.
Unidades fundamentales
No derivan de ninguna otra previa del sistema
Unidades derivadas
Unidades de velocidad: derivan de la definición de velocidad.
Velocidad = distancia/tiempo
En el cgs: cm/s
En el MKS: m/s
En el Técnico: m/s
Conversiones:
1 cm/s = 0,01 m/s
1 m/s = 100 cm/s
Unidades de aceleración:
derivan de la definición de aceleración.
aceleración = velocidad/tiempo
aceleración = distancia/tiempo2
En el cgs: cm/s2
En el MKS: m/s2
En el Técnico: m/s2
Conversiones:
1 cm/s2 = 0,01 m/s2
1 m/s2 = 100 cm/s2
Unidades de fuerza: derivan de la definición de fuerza (segunda ley de Newton).
Fuerza = masa x aceleración
En el cgs: g . cm/s2 (Dina)
En el MKS: kg . m/s2 (Newton)
En el Técnico: kgf (kilogramo-fuerza)
Conversiones:
1 kgf = 9,8 Newtons 1 kgf = 980.000 Dinas
1 Newton = 0,102 kgf 1 Newton = 100.000 Dinas
1 Dina = 0,00001 Newtons 1 Dina = 1 kgf . 9,8 / 100.000
Unidades de trabajo, energía y momento: derivan de la definición de trabajo.
trabajo = fuerza x distancia
En el cgs: g . cm2/s2 (Dina x cm) (Ergio)
En el MKS: kg . m2/s2 (Newton x m) (Julio)
En el Técnico: kgm (kilográmetro)
Conversiones:
1 kgm = 9,8 Julios 1 kgm = 9,8 x 10.000.000 Ergios
1 Julio = 0,102 kgm 1 Julio = 10.000.000 Ergios
1 Ergio = 1/98.000.000 kgf 1 Ergio = 1/10.000.000 Julios
Unidades de potencia: derivan de la definición de potencia.
Potencia = trabajo/tiempo
En el cgs: g . cm2/s3 (Ergio/s)
En el MKS: kg . m2/s3 (Julio/s) (Vatio) (W)
En el Técnico: kgm/s, HP y CV
Conversiones:
1 kgm/s = 9,8 Vatios 1 kgm/s = 9,8 x 10.000.000 Ergios/s
1 Vatio = 0,102 kgm/s 1 Vatio = 10.000.000 Ergios/s
1 Ergio/s = 1/98.000.000 kgm 1 Ergio/s = 1/10.000.000 Vatios
1 HP = 745,699 W
1 CV = 735,498 W
NOTA FINAL
Todas las unidades denotan cantidades ESCALARES.
En el caso de las MAGNITUDES VECTORIALES se interpreta que cada uno de los componentes
está expresado en la unidad indicada.
Prof. Daniel Aníbal Galatro
Esquel – Chubut – Argentina
Marzo de 2013
danielgalatro@gmail.com
http://conceptosdefisica.blogspot.com
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