Fisica

APUNTES DE FISICA I
SISTEMA DE UNIDADES
Sistemas de Unidades

Debido a que las propiedades termodinámicas se han considerado desde el punto de
vista macrosc6pico, trataremos con cantidades que ya sea directa o indirectamente,
pueden ser medidas o contadas, por lo que el asunto de unidades se co nvierte en un
factor muy importante.
En este curso se utilizarán los sistemas de unidades quese detallan en el siguiente
cuadro.

SISTEMAS DE UNIDADES

F

m

Long

Tiempo

gc

Nw

Kgm

mt

seg

1

poundal

Lbm.

pie

seg.

1

TEC. GRAV. METRICO

Kgf.

Utm

mt

seg

1

TEC. GRAV. INGLES

Lbf

Sluggs

pie

seg

1

METRICO DE INGENIERIA

Kgf

Kgm

mt

seg

9.8

INGLES DE INGENIERIA

Lbf

Lbm.

pie

seg

32.2Lbm*pie/Lbf*seg

SISTEMA INTERNACIONAL

Nw

Kgm

mt

seg

ABSOLUTO METRICO

ABSOLUTO INGLES

Unidades

Kgm*mt/Kgf*seg

1

Fuerza, masa, longitud y tiempo, están relacionados por la segunda ley de Newton,
la que establece que fuerza que actúa sobre un cuerpo es proporcional al producto de
su masa por la aceleración en la dirección de la fuerza.

F  ma

En el sistemamétrico de ingeniería, así como también en el sistema
ingles de ingeniería, el concepto de fuerza ha sido establecido como una cantidad
independiente y la unidad de fuerza se define en términos de un procedimiento
experimental como sigue:
Supongamos un kilogramo masa suspendido en un campo
gravitacional terrestre en un lugar donde la aceleración de la gravedad es de 9,80665
m/seg2. La fuerza con lacual el kilogramo masa normal es atraída por la Tierra (el
efecto le flotación producido por la atmósfera en el kilogramo masa también debe ser
normal) se define como la unidad de fuerza y se llama un kilogramo fuerza. Nótese que
tenemos ahora definiciones arbitrarias e independientes de fuerza, masa, longitud y
tiempo. Como estas magnitudes están relacionadas por la segunda ley de New ton,podremos escribir:

F = ma/ gc

donde gc es una constante que relaciona las unidades de fuerza, masa, longitud y
tiempo. Para el sistema de unidades definido arriba, que hemos llamado Sistema
1kgf 

1kgm * 9,81m / seg 2
gc

Métrico de Ingeniería, tenemos:
o sea

g c  9,81

kgm * mt
kgf * seg 2

usando el valor de 9,81 y no el más aproximado de 9,80665, lo mismo, en el SistemaIngles, queda:
1lbf 

1lbm * 32,174 * pie / seg 2
gc

o bien:

g c  32,174

lbm * pie
lbf * seg 2

gc, tiene valor numérico y dimensiones.

Para ilustrar el uso de esta ecuación calculemos la fuerza debida a la gravedad
sobre un kilogramo masa en un lugar donde la aceleración de la gravedad sea de 9,15
F

m*a
gc

F

1kgm * 9,15m / seg 2
 0,933kgf
9,81kgm * mt / kgf* seg 2

m/seg2.

El problema semejante, es en el Sistema Inglés de ingeniería el calcular la fuerza
debida a la gravedad sobre una libra masa en un lugar donde la aceleraci6n de la

F

gravedad sea 30,0 pie/seg2

1lbm * 30,0 pie / seg 2
 0,933lbf
32,174lbm * pie / lbf * seg 2

Nótese que la respuesta es correcta en lo dimensional porque se ha usado la magnitud
de gc con susunidades correspondientes.

Ahora discutiremos brevemente otros tres sistemas de unidades que se llaman Mét rico
Absoluto, Inglés Absoluto e inglés Gravitacional, que implican un concepto diferente en
el que arbitrariamente se fijan tres de los cuatro parámetros masa, fuerza, longitud y
tiempo, y definiendo el cuarto en términos de la segunda ley de Newton. En el Sistema
Métrico Absoluto(Sistema CGS), el gramo es la unidad de masa, el segundo es la
unidad de tiempo el centímetro es la unidad de longitud, v cada una es arbitraria e
independientemente definida. La unidad de fuerza, la dina, está definida con base en
la segunda ley de Newton:

1dina  1

gm * cm
seg 2

En forma similar, en el Sistema Inglés Absoluto, el cual hoy en día se usa muy poco,
kgm * mt
1newton  1...