Angulos Y Tiempos

III. APARATOS DE MEDICION

Ángulos - tiempos - masa - temperatura

OBJETIVO

Aprender a manejar algunos aparatos que son de gran importancia para las mediciones

de ángulos, tiempo, masa y temperatura.

RESUMEN TEORICO

Medida de ángulos

Dos líneas no paralelas que se cortan en algún punto subtienden entre ellas un ángulo

que se expresa usualmente en grados (°). El ángulo total alrededor de un punto está

compuesto por 360°. Un grado tiene 60 minutos de arco (') y un minuto tiene 60

segundos de arco ('').

Otra unidad para medir ángulos está basada en las dimensiones relativas de un sector de

un círculo. Como puede observarse en la figura 1, la relación del arco S1 a su radio R1 es

exactamente la misma que la de otro arco S2 a su respectivo radio R2. Esta relación de la

longitud del arco y del radio no se altera por el tamaño del círculo sino que depende

únicamente del ángulo central .

Figura 1. Esquema para definir el radián.

De acuerdo con esto, un radián se define como el ángulo subtendido en el centro de un

círculo por un arco igual en longitud al radio.

Puesto que la circunferencia de un círculo es 2 veces su radio, el ángulo total

alrededor del punto central es 2 radianes . En general,

(1) = S / R

Puesto que es la razón entre dos longitudes, el ángulo en radianes no tiene unidades

Para convertir grados en radianes , o viceversa, se debe tener en cuenta que

(2)

y usar los siguientes factores de conversión:

1 radián = 57,3 grados

1 grado = 0,0175 radianes

1 revolución = 6,283 radianes

Medida de tiempos

La determinación del tiempo es una de las medidas más comunes y necesarias en la

ciencia, la tecnología y la vida cotidiana. La medida del tiempo, de manera similar que

la de longitud, debe efectuarse con referencia a un patrón de tiempo que se define en

forma conveniente y con carácter universal. La definición del patrón de tiempo se basa

en fenómenos de la física cuántica y se hace de la siguiente manera:

Un segundo es el tiempo que requiere el átomo de cesio-133 para realizar 9.192631.770

vibraciones, correspondientes a la transición entre dos niveles hiperfinos de su estado

fundamental.

La unidad patrón de tiempo es el segundo ( su símbolo es s ). Hay múltiplos y

submúltiplos del segundo, tales como:

Múltiplos : 1 hora = 3600 s

1 minuto = 60 s

Submúltiplos 1 milisegundo = 10-3 s

1 microsegundo = 10-6 s

1 nanosegundo = 10-9 s

1 picosegundo = 10-12 s

1 femtosegundo = 10-15 s

Para practicar medidas de tiempo se han diseñado y fabricado muchas clases de relojes

como los de sol, los de arena, mecánicos de cuarzo, eléctricos, atómicos, etc.

Medida de masas.

Los objetos en la naturaleza están compuestos por una cantidad determinada de materia

la cual se define por el número de moléculas que contiene y por la estructura de las

moléculas mismas. El término masa se emplea en este contexto como la medida de la

cantidad de materia de un objeto.

De manera similar al caso de la medida de la longitud, la medida de masa se debe hacer

comparándola con un patrón de masa convenientemente definido y de carácter

universal. El patrón de masa es el kilogramo patrón, el cual se define como la masa de

un cilindro de platino e iridio que se guarda en la oficina internacional de pesas y

medidas, el cual se le ha asignado por acuerdo internacional una masa de un kilogramo.

La unidad de masa en el sistema internacional de medidas (SI) es el kilogramo ( su

símbolo es kg ).

Existen múltiplos de la unidad patrón tales como la tonelada ( 1000 kg ) y submúltiplos

tales como el gramo ( 1 gramo = 10-3 kg ) .

El aparato usualmente empleado para medir masa es la balanza ( figura 2 ).

Medida de temperaturas

Como resultado de numerosas investigaciones, hoy en día se acepta que el calor es una

forma de energía. Cuando se aplica calor a un cuerpo, su energía aumenta.

La aplicación de calor a un objeto usualmente origina el incremento de su temperatura.

El término temperatura se usa para expresar que tan caliente o que tan frío está un

objeto; frío corresponde a temperatura baja y caliente a una temperatura alta.

Figura 2. Modelo de balanza de brazo para uso corriente con capacidad de pesada de 1,6

kilogramos.

Términos tales como frío y caliente sugiere que la temperatura de una sustancia no

puede establecerse de manera definida y este hecho ha llevado a la adopción de ciertas

escalas termométricas.

Tales escalas se construyen eligiendo dos temperaturas patrones, denominadas puntos

fijos, que se puedan reproducir fácilmente; luego se asignan números arbitrarios a esas

temperaturas y finalmente se divide el intervalo entre los puntos fijos en un número

apropiado de partes iguales. Cada parte se denomina grado ( su símbolo es (°) ).

En la ciencia, en la tecnología y en la práctica se utilizan principalmente cuatro escalas

para las cuales se toman como puntos fijos el punto de fusión

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