TEMA 4 “SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES”

TEMA 4 “SISTEMA
INTERNACIONAL
DE UNIDADES”
Actualmente, solucionamos con
mucha facilidad los problemas de
las mediciones; con el metro y el
kilogramo como unidades, pero no
siempre fue así, en la antigüedad
el hombre usaba partes de su
cuerpo como patrón de medida:
un palmo, una pulgada, un pie, una
brazada, un codo; a éstas medidas
se le llamó convencionales, esto
causaba disgustos ya que no todas
las personas tenían el mismo
tamaño de las manos o de los
brazos o de su cuerpo.
Además,
se
suscitaban
innumerables problemas en el
comercio
y
en
la
ciencia
provocados por la gran diversidad
de unidades y patrones; que
utilizaban los diferentes países ya
que
tenían
los
grandes
inconvenientes de los múltiplos y
los submúltiplos de las unidades,
pues no eran uniformes y esto
dificultaba
enormemente
la
conversión de dichas unidades.
Ante
esta
situación
la
academia
de
ciencias convocó
en 1789 en Francia,
a
todos
sus
miembros donde se creó el sistema
de medidas denominado Sistema
Métrico Decimal (SI), formado con
tres unidades a las que se llamaron
unidades convencionales: metro,
kilogramo-peso y litro.
Fue entonces, cuando la mayoría
se puso de acuerdo en adoptar
patrones de medida en casi todo el
mundo.
Inglater
ra y todos
los países
que dependían de él culturalmente
no aceptaron los acuerdos y por
eso Estados Unidos y Canadá
siguen usando patrones de medida
que no son del S I; ellos utilizan el
Sistema Inglés.
En el S I existen siete unidades
fundamentales: Longitud, masa,
tiempo,
temperatura,
corriente
eléctrica, intensidad luminosa y
cantidad de materia; 141 unidades
derivadas,
que
se
forman
combinando
las
unidades
fundamentales por medio de
expresiones algebraicas y, dos
unidades
suplementarios,
que
corresponden a las magnitudes de
ángulo plano y de ángulo sólido y
cuyos nombres, respectivamente
son radián (rad) y estereorradián
(sr).
Al Sistema Internacional de
Medidas o Giorgi, en honor al
científico italiano que propuso su
constitución.
A este sistema también lo
conocemos como MKS, iniciales de
metro, kilogramo y segundo.
Normas
que
nomenclatura del S I:
rigen
la
 Los nombres de todas las
unidades se escriben es
minúscula a excepción de
nombres propios.
 Cada unidad tiene un símbolo
que la caracteriza y no debe
utilizarse otro.
 Los símbolos no deben ir
seguidos
del
punto
característico
de
las
abreviaciones.
El S I es el sistema de medidas
mas utilizado, pero existen otros
como es el CGS (centímetro,
gramo, segundo) y el Sistema
Ingles.
UNIDAD DE LONGITUD
La unidad de longitud del S I es
el metro que se simboliza con la
letra m, minúscula y sin punto.
Inicialmente, el metro fue definido
como las diezmillonésima (1/106)
parte del meridiano terrestre que
pasa por París y va del Polo norte
al Ecuador. Este valor sirvió de
base para elaborar el metro patrón
una barra de platino e iridio que se
conserva en la oficina Internacional
de pesos y medidas, en París,
Francia.
El desarrollo de la ciencia y la
tecnología permitió considerar la
longitud de onda de la radiación
que emite cortos elementos para
definir el metro.
El primer científico
que de inicio la unidad
de longitud como base a este
fenómeno fue el estadounidense
Albert Michelson. Durante la 17ª
Conferencia General de Pesos y
medidas, realizada en 1983, se
acordó definir el metro como la
distancia que recorre la luz en el
vacio, en un intervalo de 1/299 792
458 de segundo. Esta definición
implicó establecimiento de un valor
exacto para la velocidad de la luz
que se representa como c = 299
792 8 mts.
UNIDAD DE MASA
El patrón de masa
del S I es el Kg, un
cilindro de
platinoiridio con altura igual
que su diámetro se
encuentra
en
la
oficina
Internacional de pesas y medidas,
en París.
Para medir la masa
de un cuerpo se utilizan
las balanzas.
A la cantidad de materia que
tiene un cuerpo se le llama masa
recordemos que a veces se le trata
como equivalente de “peso”, pero
no es lo mismo, por ejemplo un
astronauta en la luna
tendrá
la
misma
cantidad de materia
que en la tierra, pero
su peso se habrá
reducido a la sexta parte de lo que
pesaba en la Tierra, entonces: el
peso es la fuerza con que los
cuerpos son atraídos hacia el
centro del cuerpo celeste donde se
encuentren ubicados, que en
nuestro caso es la tierra, y esa
fuerza de atracción es conocida
como fuerza de gravedad.
Con el kilogramo como unidad
fundamental es posible comparar
la masa de diversos objetos.
UNIDAD DE
TIEMPO
Cualquier
suceso
que
se
repite puede ser
útil para determinar
un patrón de tiempo, uno de los
movimientos
periódicos
más
usados son la rotación de la tierra
sobre su eje es decir, un día.
La unidad internacional de
tiempo es el segundo (s) y se
define como 1/86,400 parte de un
día. El ultimo patrón de medida
aceptado por la 13ª Conferencia de
pesas y medidas efectuado en
1967, fue el segundo, el cuál se
define como el tiempo empleado
por
igual a 9 192 631 770
oscilaciones
de
la
radiación
correspondiente al estado base de
un átomo de cesio.
Los relojes en que
se
utilizan
las
variaciones de cesio
son muy precisos: dos
de estos relojes podrían funcionar
durante 1,000,000 años antes de
que difieran en un segundo.
El cronómetro permite
medir hasta décimas de
segundo.
PREFIJOS DEL SISTEMA
INTERNACIONAL DE UNIDADES.
En virtud de que existe
magnitud mucho más grande o
pequeñas que la unidad, se han
establecido
prefijos
para
determinar
los
múltiplos
y
submúltiplos de las unidades del S
I. Estos prefijos tienen como base
el número 10.
En las conferencias Generales
de pesos y Medidas celebradas en
1960, 1964 y 1975 se determinaron
los prefijos para los múltiplos y
submúltiplos de las unidades
fundamentales.
UNIDADES FUNDAMENTALES
DEL S I
MAGNITUD
longitud
Masa
Tiempo
temperatura
corriente eléctrica
intensidad
luminosa
UNIDAD
metro
kilogramo
segundo
kelvin
ampere
candela
SÍMBOLO
m
kg
S
k
a
cd
cant. de sustancia mol
mol
MULTIPLOS Y SUBMULTIPLOS
DEL S I
NOMBRE
Kilómetro
múltiplos
Hectómetro
Decámetro
Metro
submúltiplos Decímetro
Centímetro
Milímetro
ABREBIATURA
km
hm
dam
m
dm
cm
mm
EQUIVALENCIA
1 km = 1000 m
1 hm = 100 m
1 dm = 10 m
10 dm = 1 m
100 cm = 1 m
1000 mm = 1 m
PREFIJOS DEL S I PARA
MULTIPLOS Y SUBMULTIPLOS
PREFIJOS SÍMBOLO POTENCIA VALOR EQUIVALENC
DE 10
EN UNIDADE
Tera
T
1012
1 000
Billón
000 000
000
G
Giga
109
1 000
mil millones
000 000
mega
M
106
Kilo
hecto
deca
metro
deci
centi
Mili
micro
nano
k
h
da
m
d
c
m

n
103
102
10
100
10-1
10-2
10-3
10-6
10-9
pico
p
10-12
femto
f
10-15
atto
a
10-18
1 000
000
1 000
1 00
10
1
0.1
0.01
0.001
0.000001
0.000
000 001
0. 000
000 000
001
0.000
000 000
000 001
0.000
000 000
000 000
001
Millón
Mil
Cien
Diez
Uno
Décimo
centésima
milésima
millonésima
mil millonési
billonésima
mil billonésim
trillonésima
ALGUNAS MAGNITUDES
FUNDAMENTEALES Y
DERIVADAS
MAGNITUD
SI
CGS
Longitud
metro (m) centímetro
(cm)
Masa
kilogramo gramo (g)
(kg)
Tiempo
segundo segundo
(s)
(s)
Área o
m2
cm2
superficie
Volumen
m3
cm3
velocidad m/s
cm/s
Aceleración m/s2
cm/s2
Fuerza
kg m/s2
g cm/s2
=newton =dina
Trabajo y
Nm
Dina/cm
energía
=joule
=erg
presión
N/m2
Dina/cm2
=pascal =baria
Potencia
joule/s
erg/s
=watt
INGLES
pie
libra (lb)
segundo (s)
pie2
pie3
pie/s
pie/s2
libra pie/s2
=poundal
poundal/pie
poundal/pie2
poundal/pie/s
UNIDADES DE USO COMÚN
LONGITUD
1 km = 1000
m
1 m = 10 dm
1 m = 100 cm
1 m = 1000
mm
MASA
1 kg = 1000 g
1 g = 1000mg
1 ton. =
1000kg
AREA
CAPACIDAD
1m2 = 100
1 litro = 1000 ml
dm2
1 litro = 1000 m3
1 m2 = 10 000
cm2
VOLUMEN
1 m3 = 1000
dm3
1 m3 = 1000
litros
TIEMPO
1 hora = 60 min
1 hora = 3600
seg.
1 min = 60 seg.
UNIDADES BASICAS MAS
UTILIZADAS EN EL SISTEMA
INGLES
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO EQUIVALENCIA
Longitud
Pie
Pulgada
Yarda
ft
in
yd
0.3048 m
0.0254 m
0.9144 m
Masa
Tiempo
Volumen
Milla
Libra
Segundo
Pie
cúbico
Galón
Onza
mi
lb
S
ft3
1609.34 m
0.4535 kg
gal
oz
3.78541 l
29.5735 ml
0.0283 m3
UNIDADES DERIVADAS
(DENSIDAD)
Las unidades derivadas se
obtienen a partir de las
fundamentales; por ejemplo, la
densidad se expresa en kilogramos
por cada metro cúbico; la
velocidad, en metros por cada
segundo; el área, en metros
cuadrados; y el volumen, en
metros cúbicos.
La densidad o masa especifica:
es la cantidad de materia contenida
en la unidad de volumen del
cuerpo y la obtenemos dividiendo
la masa del cuerpo entre su
volumen d = m/v
ó
me =
m/v.
En el S I la unidad de densidad
se mide en kilogramos por metro
cúbico (kg/m3) ó gramo por
centímetro cúbico (g/cm3).
La densidad del agua es de 1000
kg/m3 es decir, que en cada metro
cúbico de agua se tiene una masa
de 1000 kg, o que en cada
centímetro cúbico de agua se tiene
una masa de un gramo.
Un trozo cobre de tiene una
masa de 72 g y su volumen es de 8
cm3 ¿cuál será su densidad?
Datos:
Formula:
Sustitución: Resultado:
d =?
d = m/v d = 72 g/8
cm3 d = 9 g/cm3
m = 72 g
v = 8 cm3
DENSIDAD DE ALGUNAS
SUSTANCIAS
A UNA TEMPERATURA DE 20°C
Sustancia G/cm3
Kg/dm3
Aluminio
Cobre
Oro
Mercurio
Plomo
Zinc
2.70
8.90
19.30
13.60
11.34
7.14
2.70
8.90
19.30
13.60
11.34
7.14
Roble
Plata
Aire
Hierro
Agua a 4°C
0.81
10.50
0.00129
7.8
1.0
0.81
10.50
0.00129
7.8
1.0