Unidades De Medidas

UNIDADES FUNDAMENTLES

En Física existen innumerables magnitudes diferentes, fuerza, potencia, energía, presión, temperatura, velocidad, potencial eléctrico, resistencia, carga eléctrica, tiempo, intensidad luminosa...

Cada una de ellas tiene su unidad o unidades correspondientes, pero si hubiera que fijar una unidad diferente para cada magnitud la lista de unidades sería muy grande, sin embargo, como las magnitudes están relacionadas unas con otras, no ha sido necesario fijar más que siete unidades fundamentales. Todas las demás se pueden definir en función de estas siete.

Magnitud Unidad Símbolo

longitud metro m

masa kilogramo kg

tiempo segundo s

corriente eléctrica ampere o amperio A

temperatura kelvin K

cantidad de materia mol mol

intensidad luminosa candela cd

MAGNITUDES SUPLEMEMTARIAS

existen otras dos unidades, clasificadas como unidades SI suplementarias por la CGPM (Conferencia General de Pesas y Medidas) el radián y el estereoradián, mostradas en la Tabla

-Son las unidades del ángulo plano y del ángulo sólido respectivamente, clasificados como magnitudes SI suplementarias por la CGPM

Magnitudes y Unidades SI suplementarias

Magnitud

Angulo plano

Angulo sólido Unidad

radián

estereoradián Símbolo

rad

sr

Este calificativo dejó abierta la posibilidad para que dichas magnitudes y unidades fueran consideradas y utilizadas como básicas o como derivadas. En química y en física las unidades, usualmente, son tratadas como unidades derivadas adimensionales.

El ángulo plano y el ángulo sólido son tratados como magnitudes derivadas y se definen como las razones de dos longitudes y de dos áreas respectivamente, con lo cual pasarían a ser magnitudes adimensionales. En tal caso, las unidades coherentes de ambas magnitudes sería el número 1 (la adimensionalidad significa dimensión 1). No obstante, se recomienda reemplazar este número por los nombres especiales radián y estereoradián si se impone la necesidad de explicitar dichas unidades; situación que requiere ser revisada, pues el número 1, metrológicamente, no debe ser reemplazado por unidad alguna.

ECUACION DIMENCIONAL

El análisis dimensional es una potente herramienta que permite simplificar el estudio de cualquier fenómeno en el que estén involucradas muchas magnitudes físicas en forma de variables independientes. Su resultado fundamental, el teorema de Vaschy-Buckingham (más conocido por teorema Π) permite cambiar el conjunto original de parámetros de entrada dimensionales de un problema físico por otro conjunto de parámetros de entrada adimensionales más reducido. Estos parámetros adimensionales se obtienen mediante combinaciones adecuadas de los parámetros dimensionales y no son únicos, aunque sí lo es el número mínimo necesario para estudiar cada sistema. De este modo, al obtener uno de estos conjuntos de tamaño mínimo se consigue:

• analizar con mayor facilidad el sistema objeto de estudio

• reducir drásticamente el número de ensayos que debe realizarse para averiguar el comportamiento o respuesta del sistema.

El análisis dimensional es la base de los ensayos con maquetas a escala reducida utilizados en muchas ramas de la ingeniería, tales como la aeronáutica, la automoción o la ingeniería civil. A partir de dichos ensayos se obtiene información sobre lo que ocurre en el fenómeno a escala real cuando existe semejanza física entre el fenómeno real y el ensayo, gracias a que los resultados obtenidos en una maqueta a escala son válidos para el modelo a tamaño real si los números adimensionales que se toman como variables independientes para la experimentación tienen el mismo valor en la maqueta y en el modelo real. Así, para este tipo de cálculos, se utilizan ecuaciones dimensionales, que son expresiones algebraicas que tienen como variables a las unidades fundamentales y derivadas, las cuales se usan para demostrar fórmulas, equivalencias o para dar unidades a una respuesta.

Finalmente, el análisis dimensional también es una herramienta útil para detectar errores en los cálculos científicos e ingenieriles. Con este fin se comprueba la congruencia de las unidades empleadas en los cálculos, prestando especial atención a las unidades de los resultados.

SISTEMA DE UNIDADES

Un sistema de unidades es un conjunto consistente de unidades de medida. Definen un conjunto básico de unidades de medida a partir del cual se derivan el resto. Existen varios sistemas de unidades:

Sistema internacional:

Es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa en todos los países y es la forma actual del sistema métrico decimal. El SI también es conocido como “sistema métrico”, especialmente en las naciones en las que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesos y Medidas, que inicialmente definió siete unidades físicas básicas.

Sistema CGS:

El sistema cegesimal de unidades, también llamado sistema CGS, es un sistema de unidades basado en el centímetro, el gramo y el segundo. Su nombre es el acrónimo de estas tres unidades.

El sistema CGS ha sido casi totalmente reemplazado por el Sistema Internacional de Unidades. Sin embargo aún perdura su utilización en algunos campos científicos y técnicos muy concretos, con resultados ventajosos en algunos contextos. Así, muchas de las fórmulas del electromagnetismo presentan una forma más sencillas cuando se las expresa en unidades CGS

Unidades del sistema cegesimal o sistema CGS

Magnitud Nombre Símbolo Definición Equivalencia

longitud

centímetro

cm cm 0,01 m

masa

gramo

g g 0,001 kg

tiempo

segundo

s s 1 s

aceleración

gal

Gal cm s2 0,01 m s2

fuerza

dina

dyn g.cm/s2 10-5 N

energía

ergio

erg dyn cm 10-7 J

potencia

ergio por segundo erg s-1 107 W

presión

baria

baria dyn cm2 0,1 Pa

viscosidad cinemática

stokes

St cm2s-1 10-4 m2s-1

carga eléctrica

franklin o statcoulomb

Fr dyn½cm 3,336 641 × 10-10 C

potencial eléctrico

statvolt

299,7925 V

campo eléctrico

statvolt por cm dyne Fr-1

flujo magnético

maxwell

Mx G cm2 10-8 Wb

densidad de flujo magnético

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