Tecnología Industrial II

Tecnología Industrial II
MONOGRÁFICO SOBRE MAGNITUDES Y UNIDADES
I.-Conceptos
Def1(Magnitud).- Todo aquello susceptible de ser medido o determinado por
procedimientos científicos y medios técnicos. Puede ser magnitud derivada o
fundamental en función de que se necesite una expresión científica (ecuación), para su
determinación o no respectivamente. Puede estar perfectamente definida por un
número y su unidad (magnitud escalar) o no. En este último caso se suele necesitar
especificar, además, la dirección y el sentido (magnitud vectorial).
Ej.: tiempo, longitud, superficie, volumen, masa, carga, fuerza, trabajo, energía, ...
Def2(Medir).- Acción de comparar para establecer el número de veces que cierta
cantidad “patrón o referencia” está contenida en aquello que estamos determinando.
Este patrón representa “la unidad” de la magnitud a determinar. Según el sistema
utilizado, se emplean unas unidades u otras (si bien cada campo de aplicación posee
las suyas propias o bien se generaliza el uso del Sistema Internacional de Unidades), y
las define diferenciadamente. Existe, obviamente, equivalencia entre los distintos
sistemas de unidades sobre una misma magnitud.
Def3(Unidad).- Nombre que se le asigna al patrón de una magnitud en un sistema de
medidas determinado. Suele derivar del nombre de un científico o de hechos históricos
(especialmente las de distancia: pulgada, pie, nudo, etc...). Para adecuar la cifra que
representa la magnitud se utilizan prefijos normalizados que son múltiplos o
submúltiplos de la unidad:
Nombre
Tera
Giga
Mega
Kilo
Hecto
Deca
Símbolo
T
G
M
k
h
da
Valor
1015
109
106
103
102
101
Nombre
Deci
Centi
Mili
Micro
Nano
Pico
Símbolo
d
c
m
µ
n
p
Valor
10-1
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
II.-Sistemas de Unidades
No es otra cosa que la elección de las unidades para un conjunto de magnitudes que se
toman como fundamentales (por razones históricas, de tradición, etc...). El resto se
convierte en magnitudes derivadas de estas. De este modo tenemos los siguientes
sistemas de interés en tecnología (hay más, por supuesto):
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Sistema Internacional (S.I.)
Sitema Técnico (S.T.)
Magnitud Fund.
Longitud
Masa
Tiempo
Carga
Temperatura
Magnitud Fund.
Longitud
Tiempo
Fuerza
Unidad
metro(m)
kilogramo(kg)
segundo(s)
coulombio(C)
kelvin(K)
Unidad
metro(m)
segundo(s)
kilopondio(kp)
Equivalencias entre sistemas y aclaraciones
En el Sistema Técnico, la masa es derivada y se mide en u.t.m. (unidad técnica de
masa), que equivale a 9.81 kg del S.I. y se obtiene por la Segunda Ley de Newton
(m=F/a). La fuerza es una magnitud fundamental en el Sistema Técnico y se mide en
kilopondios o kilogramos-fuerza (kgf), que equivale al peso (fuerza), de una masa de 1
kg a 1 m de altura sobre el suelo a nivel del mar. Por deformación profesional, en
ingeniería, se suele usar la incorrecta “unidad” “kg” en lugar de kgf para denotar una
fuerza.
Otras magnitudes derivadas quedarían:
Masa
Longitud
Superficie
Volumen
Fuerza
Momento Fuerza
Densidad
Trabajo y energía
Potencia
Sistema Internacional
Sistema Técnico
(Es fundamental)
(Es fundamental)
m2
m3
Newton (N), (F = m a)
N.m, (M = F d)
kg/m3, (ρ = m / V)
Julio (J), (W= F e)
Watio (W), (P = W/t)
U.t.m. (U.t.m. = F/a)
m
m2
m3
(kp, Es fundamental)
Kp.m
U.t.m./m3
Kp.m
Kp m /s
III.- Relaciones o Equivalencias de Interés
1 año-luz = 9.46 1015 m
1 armstrong = 10-10 m
1 rad = 57.3 º
1 m3 = 103 l
1 l (agua destilada en c.n.) = 1 kg
1 kp = 9.81 N
1 CV = 735 W
1 HP = 746 W
1 cal = 4.18 J
1 bar = 105 Pa
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IV.-Precauciones con las Unidades y las Ecuaciones
Cualquier resultado DEBE ser expresado correctamente: módulo y unidad adecuados.
Se debe tener bien claro que en cualquier Ley Científica o Técnica la unidad del
miembro de la izquierda TIENE QUE SER LA MISMA que la del lado derecho de
dicha ecuación en un mismo sistema de unidades (el que sea, pero único). Esto se
denomina “homogeneidad” de la Ley. Por ello, los componentes de cada lado deben
estar adecuadamente expresados para que:
1)Su unidad realmente sea unidad de la magnitud que expresan (no múltiplos ni otras
cosas).
2)Se puedan realizar simplificaciones matemáticas (en otro caso no se podría): se va lo
que es igual en numerador y denominador; sumo o resto cosas con igual unidad, etc...
3)El corrector, u otra persona, conozca el proceso de resolución y pueda analizar el
resultado final.
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