apuntes ingenieria de los materiales

Apuntes de Ingeniería de materiales complemento

Sistemas de unidades y factores de conversión:
Sistema Internacional de Unidades (SI):
El Sistema Internacional de Unidades tiene varias unidades básicas a partir de las cuales se
derivan las demás. Las unidades básicas de importancia en mecánica son el metro (m) para
la longitud, el segundo (s) para el tiempo y el kilogramo (kg) para lamasa.
Otras unidades usadas en mecánica, llamadas unidades derivadas, se expresan en términos
de las unidades básicas de metro, segundo y kilogramo. Por ejemplo, la unidad de fuerza es
el newton, que se define como la fuerza requerida para impartir una aceleración de un metro
por segundo al cuadrado a un kilogramo. De la segunda ley de Newton (F = m*a), podemos
derivar la unidad de fuerza entérminos de unidades básicas:
1 newton = (1 kilogramo)(l metro por segundo cuadrado)
Así, el newton (N) está dado en términos de las unidades básicas por la fórmula:
1N= 1 kg*m/s2
Los nombres, símbolos y fórmulas para las unidades SI de importancia en la mecánica están
dados en la tabla l. Algunas de las unidades derivadas tienen nombres especiales, como
newton, joule, hertz, watt y pascal. Esasunidades son llamadas así en honor de personas
notables de la ciencia e ingeniería y se representan por medio de letras mayúsculas (N, J.
Hz, W y Pa) aunque los nombres de las unidades mismas se escriben con letras minúsculas.
Otras unidades derivadas no tienen nombres especiales (por ejemplo, las unidades de
aceleración, área y densidad) y deben expresarse en términos de unidades básicas yotras
unidades derivadas.
Tabla 1: Unidades principales usadas en resistencia.
Cantidad
Longitud
Área
Aceleración lineal
Densidad (masa)
Peso especifico
Fuerza
Masa
Presión
Esfuerzo
Tiempo
Volumen líquidos
Volumen sólidos

Sistema internacional (SI)
Símbolo
Fórmula
m
Unidad básica
m2
m/s2
Kg/m3
N/m3
N
Kg

Kg*m/s2
Unidad básica

Pa

N/m2

Pa

N/m2

s
LUnidad básica
10-3 m3
m3

Sistema Inglés
Símbolo
Fórmula
ft
Unidad básica
ft2
ft/s2
slug/ft3
pcf (libra por
lb/ft3
pie3)
lb
Unidad básica
slug
lb s2/ft
psf (libra por
lb/ft2
pie 2)
psi (libra por
lb/in2
pulgada2)
s
Unidad básica
gal
231 in3
cf
ft3

Notas:
1 pascal (Pa) = 1 newton por metro cuadrado (N/m2)
1 litro = 0,001 metro cúbico (m3)
1

Apuntes de Ingenieríade materiales complemento

La aceleración de la gravedad, denotada por la letra g, es directamente proporcional a la
fuerza de la gravedad y por tanto depende también de la posición. Por el contrario, la masa
es una medida de la cantidad de material en un cuerpo y no cambia con la posición.
La relación fundamental entre peso, masa y aceleración de la gravedad puede obtenerse con
la segundaley de Newton (F = m*a), que en este caso se expresa como:
W = m*g
En esta ecuación, W es el peso en newtons (N). m es la masa en kilogramos (kg) y g es la
aceleración de la gravedad m/s2. La ecuación muestra que un cuerpo que tenga una masa
de un kilogramo tiene un peso en newtons numéricamente igual a g. Los valores del peso W
y de la aceleración g dependen de muchos factores, incluyendo lalatitud y la elevación.
El valor recomendado para g para fines ingeníeriles ordinarios sobre o cerca de la superficie
de la tierra es:
g = 9.81 m/s2
Las cargas sobre estructuras, debidas a la gravedad u otras acciones, se expresan
usualmente en unidades de fuerza como newtons, newtons por metro o pascales (newtons
por metro cuadrado). Ejemplos de tales cargas son una carga concentrada de 25kN
actuando sobre un eje, una carga uniformemente distribuida de intensidad 800 N/m actuando
sobre una viga pequeña. Sin embargo, hay una circunstancia en el SI en la que es permisible
expresar una carga en unidades de masa. Si la carga que actúa sobre una estructura es
producida por gravedad actuando sobre una masa, entonces esa carga puede expresarse en
unidades de masa (kilogramos,...