Criterios Para Establecer Los Patrones De Masa Tiempo Y Longitud

CRITERIOS PARA ESTABLECER LOS PATRONES DE MASA.

La masa (Del latín massa) es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo. Es una propiedad extrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una magnitud escalar.

El concepto de masa surge de la confluencia de dos leyes: la ley Gravitación Universal de Newton y la segunda ley de Newton (o 2º Principio). Según la ley de la Gravitación de Newton, la atracción entre dos cuerpos es proporcional al producto de dos constantes, denominadas masa gravitacional —una de cada uno de ellos—, siendo así la masa gravitatoria una propiedad de la materia en virtud de la cual dos cuerpos se atraen; por la 2.ª ley (o principio) de Newton, la fuerza aplicada sobre un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración que experimenta, denominándose a la constante de proporcionalidad: masa inercial del cuerpo.

Para Einstein la gravedad es una propiedad del espacio-tiempo: una deformación de la geometría del espacio-tiempo por efecto de la masa de los cuerpos.

En palabras de D. M. McMaster: «la masa es la expresión de la cantidad de materia de un cuerpo, revelada por su peso, o por la cantidad de fuerza necesaria para producir en un cuerpo cierta cantidad de movimiento en un tiempo dado.»

En la física clásica, la masa es una constante de un cuerpo. En física relativista, la masa es función de la velocidad que el cuerpo posee respecto al observador. Además, la física relativista demostró la relación de la masa con la energía, quedando probada en las reacciones nucleares; por ejemplo, en la explosión de una bomba atómica queda patente que la masa es una magnitud que trasciende a la masa inercial y a la masa gravitacional.

El prototipo internacional es un cilindro de treinta y nueve milímetros de altura y treinta y nueve milímetros de diámetro, hecho de una aleación con noventa por ciento de platino y diez por ciento de iridio. Tiene una densidad aproximada de veintiún gramos y medio por centímetro cúbico. Se considera como el único patrón primario de masa. El prototipo original – kilogramme des Archives, fabricado en la misma época que el mètre des Archives, se considera patrón histórico, se conserva en el BIPM (Oficina Internacional de Pesas y Medidas) en las condiciones establecidas por la 1ª CGPM (Conferencia General de Pesas y Medidas) en 1889 (CR, 34-38) que aprobó este prototipo y declaró:

Este prototipo será considerado en lo sucesivo como unidad de masa.

La 3ª CGPM (1901, CR, 70), en una declaración tendente a eliminar la ambigüedad que se presentaba en el uso corriente del término “peso”, confirmó que:

El kilogramo es la unidad de masa; es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo.

De aquí resulta que la masa del prototipo internacional del kilogramo es siempre igual a 1 kilogramo exactamente, m (K) = 1 kg. Sin embargo, debido a la inevitable acumulación de partículas sobre sus superficies, el prototipo internacional está sujeto a una contaminación superficial reversible del orden de 1 μg de masa por año. Por ello el CIPM (Comité Internacional de Pesos y Medidas) ha declarado que, dependiendo de posteriores investigaciones, la masa de referencia del prototipo internacional es la que posee inmediatamente después de una limpieza y lavado según un método específico (PV, 1989, 57, 104-105 y PV, 1990, 58, 95-97). La masa de referencia así definida se emplea para calibrar los patrones nacionales de platino iridiado.

La unidad de masa, el kilogramo, se definió originalmente como la masa de un litro de agua a 4oC. Se modificó esta definición en vista de las dificultades prácticas de obtener agua pura y por el hecho de que la definición involucraba otra magnitud, a saber la temperatura.

Podría argumentarse que el kilogramo es un múltiplo del gramo y que por lo tanto es éste el que debe constituir la unidad. En efecto esto ha sido analizado por los metrólogos pero por razones prácticas se acordó seguir considerando el kilogramo como la unidad de masa.

CRITERIOS PARA ESTABLECER LOS PATRONES DE TIEMPO.

El tiempo es un concepto que ha interesado a los físicos y a los filósofos desde la antigüedad. Aristóteles y Newton, entre muchos otros, buscaron definir el tiempo y más recientemente Hawking habla, en sentido matemático, tanto de tiempo real como de tiempo imaginario. Para fines prácticos, el tiempo es un concepto relacionado con el orden y la duración de los eventos; si dos eventos ocurren en forma no simultánea en un punto dado, ocurren en un orden definido y con un lapso entre ellos. Para el hombre primitivo, el primer indicador del transcurrir del tiempo debe haber sido el ciclo diario de día y noche con los movimientos visibles de los astros.

Inicialmente, los intervalos de tiempo se midieron en base a la posición de los astros. Un primer artefacto debe haber sido el reloj de sol, basado en la observación de que la sombra cambia de longitud en el transcurso del día, consistente en una varilla (llamada estilo o gnomon) paralela al eje de la tierra, que proyecta su sombra sobre un cuadrante. Se cree que data de 579 aC y se atribuye a Anaximandro o a Tales de Mileto. Para medir el tiempo durante la noche, en interiores o en días sin sol, se usaron relojes de fuego que se basaban en la tardanza de combustión de cuerdas con nudos, de candelas marcadas o de cierta cantidad de aceite.

El segundo, unidad de tiempo, se definió originalmente como la fracción 1/86 400 del día solar medio. La definición exacta del “día solar medio” se dejó a los astrónomos.

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