Lectura 1

Lectura 1
H. A. Villavicencio
Sistemas de unidades
Dado que existen diferentes cosas que podemos medir, estas cantidades han sido definidas en lo que es conocido como el sistema internacional de unidades, que representa una convención científica que
nos permite unificar todos los criterios de medida a lo largo del mundo, para que los científicos puedan trabajar de un modo que sea fácil
deentender por sus pares sin importar la ubicación de estos.
El sistema internacional de unidades contempla las siguientes como medidas fundamentales sobre las cuales se basan todas las demás.

Magnitud

Unidad básica

Símbolo

Longitud ( L)
Masa ( M )
Tiempo ( T )
Corriente eléctrica ( I )
Temperatura (Θ)
Cantidad de sustancia(n)
Intensidad luminosa ( J )

Metro
Kilogramo
Segundo
Amperio
kelvin
MolCandela

m
kg
s
A
K
mol
cd

Lo importante de estas unidades y la razón por la cual han sido
ampliamente aceptadas es que se basan en fenómenos naturales, es
decir, no han sido elegidas al azar, sino con la base de observaciones
de la naturaleza.
Un ejemplo simple es la temperatura, la escala usada en el S.I. es
el Kelvin, esta escala creada por J.J. Thomson, Lord Kelvin, pone el
cero en la mínimatemperatura que puede alcanzarse en el universo,
conocida como cero absoluto. Por este motivo es conocida también
como escala termodinámica.
Sobre estas magnitudes fundamentales es que se establecen otras
unidades llamadas secundarias. Por ejemplo, el volumen se mide en
metros cúbicos denotados como m3 .
Daremos varios ejemplos ahora:

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Magnitud

Nombre de la unidad

Símbolo

Área (A)
Volumen(V)

metro cuadrado
metro cúbico

m2
m3

Densidad (ρ)
Velocidad (v)
Aceleración ( a)

kilogramo en cada metro cúbico
metros en cada segundo
metros en cada segundo cuadrado

Caudal volumétrico(Φv )

metro cúbico en cada segundo

Caudal másico (Φm )

kilogramo en cada segundo

kg
m3
m
s
m
s2
m3
s
kg
s
kg m
N = s2
kg
Pa = m s2

Fuerza F

Newton

Presión ( P)

Pascal

Ejemplo 1
En el sistema métricoinglés la unidad de medida de distancia es
la milla, la que corresponde a 1.5 km.
Ahora convertiremos una velocidad, de millas por hora a metros por segundo.
Supongamos que nuestra velocidad es de 30 millas
hora
1 milla = 1,5 km
Ahora crearemos un factor de 1, es decir, aplicando esa igualdad obtendremos
1,5 km
1 milla
Ahora usamos este factor para multiplicar a la velocidad original
1=

millas1,5 km
km
km
×
= 30 × 1,5
= 45
hora
1 milla
hora
hora
Por otra parte sabemos que
30

1 km = 1000 m
1000 m
1 km
Multiplicando por lo antes obtenido
1=

km
1000 m
m
×
= 45000
hora
1 km
hora
En este punto la distancia esta ya en unidades del S.I. no obstante aún debemos convertir el tiempo
45

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1 hora = 3600 s
1=

1 hora
3600 s

Luego

45000

m
1 hora
45000 m
50 m
m
×
=
=
= 12,5
hora 3600s
3600 s
4 s
s

Por lo tanto
m
30 millas
hora =12.5 s

Órdenes de magnitud en las escalas
La física como ciencia estudia desde las componentes y subcomponentes de los átomos (mundo microscópico) hasta las galaxias y los
cúmulos de estas (mundo macroscópico), para ello se ha convenido en
usar una escala de proporción basado en potencias de 10, lo que nos
permite usuar números más simples pararepresentar las medidas. Esto se basa en transformar las medidas en un digito seguido de algunos
decimales y multiplicado por una potencia de 10 que nos permita saber si este se amplifica o reduce n veces.
Este tipo de notación es conocida como notación científica.
Ejemplo 2
La velocidad de la luz está medida como cercana a 300000 km
s .
Primero, al pasarlo a unidades del S.I. tendremos que se tratade
300000000 ms o lo que es lo mismo
3 × 100000000

m
s

Pero 100000000 = 108 por lo que podríamos escribirlo como
3×108

m
s

Lo que es evidentemente más fácil de recordar y manipular.
En la escala microscópica también puede ser usado este método
para simplificar los valores.

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Ejemplo 3
El radio atómico del Helio es 0,000000000031 m, usando el mismo
procedimiento anterior podemos...