1.2 Estándares y Unidades
Ing. Robin Anguizaca Fuentes
APRENDE A DIFERENCIAR
• PROPIEDAD CUALITATIVA
• PROPIEDAD CUANTITATIVA
• ALTO
• 2 metros
• PESADO
• 200 kg
• LENTO
• 10 km/h
SE LLAMAN
Son aquellas propiedades que se
pueden medir
MAGNITUD
TODO AQUELLO QUE PUEDE SER
MEDIDO.
MEDIDA DE UNA MAGNITUD:
CANTIDAD + UNIDAD
MAGNITUDES FÍSICAS
Es todo aquello que se puede medir
directa o indirectamente, y se le asigna un
número y una unidad.
¿Para qué sirven las magnitudes físicas?
Sirven para traducir en números los
resultados de las observaciones.
DIRECTAS O FUNDAMENTALES
TIEMPO
mide
LAEL
LA
LONGITUD
MASA sese se
mide
directamente
mide
directamente
directamente
conmigo.
El Sr.Sra.
Sr.
conmigo.
conmigo. ElLa
RELOJ
METRO
PESA
INDIRECTAS O DERIVADAS
TIPOS DE MAGNITUDES
• MAGNITUDES
FUNDAMENTALES
Aquellas que se determinan directamente
con un proceso de medida. Sirven de base
para escribir las demás magnitudes.
• MAGNITUDES
DERIVADAS
Son
aquellas magnitudes que están expresadas
en
función
de
las
magnitudes
fundamentales.
MAGNITUDES
FUNDAMENTALES
•
•
•
•
•
•
•
LONGITUD
MASA
TIEMPO
TEMPERATURA
INTENSIDAD DE CORRIENTE
CANTIDAD DE SUSTANCIA
INTENSIDAD LUMINOSA
MEGNITUDES DERIVADAS
• SUPERFICIE : PRODUCTO DE LONGITUDES.
s= LxL
•
•
•
•
•
VOLÚMEN V= LxLxL
DENSIDAD d= M/L3
VELOCIDAD v=L/ T
PRESIÓN
…………….
4
Nos dice cuántas
veces es mayor la
magnitud medida
que la unidad
CANTIDAD
metros
Nos dice qué
magnitud se ha
medido y con qué
hemos comparado
UNIDAD
UNIDADES
 Las unidades son las referencias o patrones
con respecto a la cual comparamos en la
medida
 Están establecidas por convenio.
 Debe ser constante: no ha de cambiar según
el individuo que haga la medida o a lo largo
del tiempo.
 Debe ser universal: no ha de cambiar de
unos países a otros.
 Ha de ser fácil de reproducir.
Conjuntos de unidades convenientemente
relacionadas entre sí que se utilizan para
medir diversas magnitudes (longitud, tiempo,
masa, etc.)
Universalmente se conocen tres Sistemas de
Unidades:
 mks o Sistema Internacional
 cgs
 Técnico.
El sistema de unidades empleado por los
científicos e ingenieros en todo el mundo se
denominaba “Sistema métrico”, pero desde
1960 su nombre oficial es Sistema
Internacional (SI)
Magnitudes fundamentales y derivadas en los tres principales sistemas de
medida
MAGNITUD
SI
CGS
INGLÉS
longitud
Metro (m)
Centímetro (cm)
Pies (ft), Pulgadas (in)
Masa
Kilogramo (kg)
Gramo (g)
Libras (lb)
Tiempo
Segundo (s)
Segundo (s)
Segundos (s)
Área o Superficie
m2
cm2
ft2, in2
Volumen
m3
cm3
Ft3, in3
Velocidad
m/s
Cm/s
Ft/s, in/s
Aceleración
m/s2
Cm/s2
Ft/s2, in/s2
Fuerza
Newton (N)
Dinas (d)
Libras Fuerza (lbf)
Trabajo y Energía
N*m = Joule
(J)
D*cm = Ergio
(E)
Lbf*ft, Lbf*in
Presión
N/m2
D/cm2
Lbf/in2 (PSI)
Potencia
J/s = Watt (W)
D/s
Lbf*ft/s, Lbf*in/s
SISTEMA MKS
Es un sistema de unidades coherente para la
mecánica cuyas unidades fundamentales
son:



El metro (m)
El kilogramo (kg)
El segundo (s)
SISTEMA INGLÉS
Este sistema se define en términos de las
cantidades físicas: longitud en pies (ft), fuerza
en libras (lb) y tiempo en segundo (s).
Es aún usado ampliamente en los Estados
Unidos de América, cada vez en menor medida,
y en algunos países con tradición británica.
Imagina un mundo en el que cada cual midiese el
tiempo en unidades distintas. Seguro que nadie
podría viajar en avión porque todos llegarían tarde o
muy temprano al aeropuerto.
Imagina un mundo en el que cada cual pesase un saco
de papas con unidades distintas. Seguro que ningún
McDonald’s pondría la misma ración de papas fritas
para comer.
Imagina un mundo en el que cada cual midiese
cualquier magnitud en unidades distintas. Seguro
que ……………
HISTORIA DEL SISTEMA INTERNACIONAL
DE UNIDADES
En 1790, la Academia de Ciencias de París decide crear
un sistema de medidas que pudiera ordenar el caos que
existía por la gran variedad de medidas existentes en toda
Francia.
Se plantea un sistema tomando como base la unidad de
longitud, el metro. Se crea el Sistema Métrico Decimal, que
fue declarado obligatorio en 1849 en España.
En 1875 el Sistema Métrico Decimal se hace
internacional en la Conferencia General de Pesas y
Medidas. En 1960 la Conferencia lo denomina como
Sistema Internacional de Unidades (SI)
Hasta 1995, la CGPM se ha reunido 20 veces.
Sistema Internacional de Unidades.
Es el sistema práctico de unidades de medidas adoptado
por la XI Conferencia General de Pesas y Medidas
celebrada en octubre de 1960 en París.
Trabaja sobre siete magnitudes fundamentales
(longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente
eléctrica, temperatura absoluta, intensidad luminosa y
cantidad de sustancia) de las que se determinan sus
correspondientes unidades fundamentales (metro,
kilogramo, segundo, ampere, kelvin, candela y mol).
Sistema Internacional de Unidades.
 Es aquel sistema que se establece
como oficial en el mundo para
representar las unidades de medida.
 Las
medidas
para
presentar
proyectos, investigaciones, patentes,
deben de ir expresadas en el SI para
validar su publicación.
Longitud, masa y tiempo
Longitud.- La unidad de longitud en el sistema SI es el
metro, el cual se definió en 1983 como la distancia
recorrida por la luz en el vacío en 1/299,792,458
segundos.
Masa.- En el sistema SI la unidad de masa es el
kilogramo. Su patrón primario es un cilindro de platino e
iridio que se guarda en el Buró Internacional de Pesas y
Medidas en Sèvres, Francia.
Tiempo.- El segundo se define como cierta radiación
emitida por los átomos de Cesio 133, en un segundo hay
9,162,631,770 vibraciones.
La longitud
El hombre ha realizado la medición de longitudes
en muchas de sus actividades desde la
antigüedad. Al principio utilizó unidades
arbitrarias para medir, como el pie, la cuarta, el
codo, la brazada, etc. La unidad de medición que
le corresponde a la longitud es el metro.
El metro es la distancia igual a 1.650.763,73
longitudes de onda, en el vacío, de una cierta
radiación roja de gas criptón 86.
La masa
La unidad de masa es el kilogramo en el SI, el
cual tiene dos definiciones básicas:
 Es la masa de un litro de agua a 4 °C.
 Un kilogramo es la masa del prototipo
internacional conservado en Sévres, cerca de
París.
Unidad de intensidad de corriente eléctrica
El amperio (A) es la intensidad de una
corriente constante que al mantenerse en dos
conductores paralelos, rectilíneos, de longitud
infinita y situados a una distancia de un metro
uno del otro en el vacío, produciría una fuerza
igual a 2X10-7 Newton por metro de longitud.
También se conoce como la intensidad de una
corriente que pasa por la sección de un
conductor un culombio por segundo.
Unidad de temperatura termodinámica
El kelvin (K), unidad de temperatura
termodinámica, es la fracción 1/273,16 de la
temperatura termodinámica del punto triple del
agua.
Unidad de cantidad de sustancia
El mol (mol) es la cantidad de sustancia de un
sistema que contiene tantas partículas
elementales como átomos hay en 12X10-3
kilogramos de carbono 12.
Unidad de intensidad luminosa
La candela (cd) es la unidad luminosa que
irradia una superficie de 167X 10-4 cm2 de un
cuerpo negro, a la temperatura de fusión del
platino y a la presión de una atmósfera.
Notación científica
En física tenemos algunas magnitudes muy
grandes (Distancias astronómicas y Masas de los
cuerpos celestes) o muy pequeñas (distancias y
masas atómicas), por tanto es conveniente
utilizar la notación de potencias de diez para
representar estas cantidades físicas.
No importa cuál sea la magnitud, todos los
números se pueden expresar en la forma:
N x 10n
Notación científica
Por ejemplo:
 El tamaño de un átomo de:
0.0000000002 m se expresa como 2x10-10.
 La masa de un protón es:
~1,67x10-27 kilogramos
 La distancia a los confines observables del
universo es:
~4,6x1026 m
POTENCIAS DE BASE 10
100 = 1
101 = 10
Exponente positivo:
2
10 = 100
La coma se mueve a la izquierda
3
10 = 1000
106 = 1 000 000
109 = 1 000 000 000
1020 = 100 000 000 000 000 000 000
10 elevado a una potencia entera negativa -n es igual a 1/10n
10-1 = 1/10 = 0.1
10-3 = 1/1000 = 0.001
Exponente negativo:
La coma se mueve a la derecha
10-9 = 1/1 000 000 000 = 0.000 000 001
Notación Científica
4 x 10 5 = 400 000
4 x 10 -5 = 0.000 04
3.0 X 10 0 =
6.75 x10-9 =
6.75 x10 9 =
2.3 x 10-15 =
8.0 x101 =
8.0 x10-1 =
5680 x 10 5 =
9682.3 x 10-3 =
Por lo tanto:
156 234 000 000 000 000 000 000
000 000  1.56234 x 1029
0,000 000 000 023 4  2,34 x 10-11
Leyes de potencias
Ejemplo:
Adición
10m + 10m = 10 m
5x106 + 2x106 = 7x106
Multiplicación
10m x 10n = 10 m + n
(4x106) x (2x106) = 8x1012
División
10m = 10 m – n
10 n
9x106 = 3x102
3x104
Potenciación
(10m)n = 10 m x n
(3x106)2 = 9x1012
10= 1x101
4200= 4.2x103
0.00003= 3x10-5
420,000= 4.2x105
25,000= 2.5x104
0.000500= 5.0x10-4
0.000501= 5.01x10-4= 50.1x10-5= 501X10-6
PREFIJOS PARA LAS UNIDADES DEL SISTEMA SI
Potencia
Prefijo
Abrev.
Potencia
Prefijo
Abrev.
10-24
yocto
y
101
Deca
da
10-21
septo
z
103
kilo
k
10-18
ato
a
106
mega
M
10-15
femto
f
109
giga
G
10-12
pico
p
1012
tera
T
10-9
nano
n
1015
peta
P
10-6
micro
m
1018
exa
E
10-3
mili
m
1021
zeta
Z
10-2
centi
c
1024
yota
Y
10-1
deci
d
Los múltiplos o fracciones de las unidades básicas se incluyen mediante el uso de
prefijos, de acuerdo con la conveniencia, por ejemplo, no es aconsejable medir la masa
de una tractomula en gramos sino en kilogramos o toneladas. Por lo tanto, los múltiplos
y submúltiplos, así como las demás unidades, son magnitudes derivadas y secundarias.
Ejercicios con prefijos SI
Expresar las siguientes cantidades
adecuadas unidades SI prefijadas.
F = 4.5 x 10-8 N
W = 2.1 x 10-7 J
n = 0.002 5 mol
V = 3.1 x 10-5 m3
en
las
Ejercicios con prefijos SI
Expresar las siguientes cantidades, en la
correspondiente
unidad
SI
coherente,
reemplazando los prefijos SI por los
correspondientes factores exponenciales.
l = 3.0 x 104 μm
m = 47.1 mg
W = 3.42 kJ
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