Unidades Fisicas

CANTIDADES FÍSICAS, SISTEMA DE UNIDADES Y ANÁLISIS DIMENSIONAL

Todas las magnitudes empleadas en Física han de ser susceptibles de medida y para medirlas necesitamos compararlas con otras de su misma especie, establecidos los criterios de igualdad y de suma. Asimismo, es preciso medir magnitudes de muy diferentes características, que requieren unidades a tan variadas unidades fundamentales;se ha tendido en todo momento a relacionarlas con el menor número posible de unidades fundamentales, utilizando para ello la relación existente entre las magnitudes a medir con otras ligadas directamente a ellas por leyes físicas de absoluta generalidad dentro de los límites de conocimiento humano, indicándose así la formación de los sistemas de unidades.
Las leyes de la Física se expresanentonces en términos de cantidades básicas que requieren una definición clara. Por ejemplo, cantidades físicas como la fuerza, velocidad, volumen y aceleración se pueden describir en términos de cantidades más fundamentales, y éstas, a su vez, se definen en términos de mediciones, o comparación, con estándares o patrones establecidos. En mecánica las tres cantidades fundamentales son longitud (L),tiempo (T) y masa (M), y todas las demás cantidades físicas (cantidades derivadas) se deducen a partir de éstas.
Es natural que si los resultados de una medición deben proporcionarse a alguien que desea reproducirla, es necesario definir un estándar, no tendría significado que un visitante de otro planeta nos hablara de una longitud de 8 “gliches”, si no conociéramos el significado de la unidad“glich”. Por otra parte, si alguien familizarizado con nuestro sistema de pesas y medidas dice que una pared tiene 2 metros de alto, y la unidad de longitud se define como 1 metro, entonces es evidente que la altura de la pared mide el doble de nuestra unidad fundamental de longitud.
Un patrón en todo momento debe encontrarse accesible. También es deseable obtener la misma respuesta (dentro delímites aceptables) cada vez que se mida la cantidad básica al compararla con el patrón. Esto significa que el patrón debe ser invariable. Además un buen patrón debería ser reproducible e indestructible. Su accesibilidad se logra creando patrones secundarios, terciarios, etc., disponibles con facilidad, haciendo hincapié en la invariabilidad.
Sistemas físicos de unidades de medida.
El conjuntoarmónico de cantidades básicas o fundamentales determinan un sistema de unidades para todas las cantidades físicas. Es así como todo sistema se caracteriza por:
a) las magnitudes fundamentales elegidas.
b) las fórmulas adoptadas para definir las magnitudes derivadas.
c) las unidades fundamentales admitidas para las magnitudes fundamentales y derivadas.
Algunos sistemas lospodemos dividir en dos grupos: ABSOLUTOS, que tendrán, como magnitudes fundamentales, la longitud, la masa y el tiempo, y TÉCNICOS (también llamados terrestres o gravitacionales), que tienen como magnitudes fundamentales la longitud, la fuerza y el tiempo, en donde puede observarse que mientras en los sistemas absolutos la masa es una magnitud fundamental y la fuerza una magnitud derivada, en lossistemas técnicos resulta todo lo contrario.
Sistemas Absolutos.
Estos sistemas se caracterizan porque sus magnitudes o cantidades fundamentales son: LONGITUD, MASA Y TIEMPO, y son los siguientes:
Sistema C.G.S.: El sistema cegesimal, cuyas iniciales corresponden a las tres unidades adoptadas para las tres magnitudes fundamentales a saber:
Longitud: El centímetro (cm.)
Masa: Elgramo (gr.)
Tiempo: El segundo (s.)
Como hemos visto, la fuerza en los sistemas absolutos es una magnitud derivada y su unidad se obtiene recordando la Segunda Ley de Newton, así:
F = m.a
y para este sistema F = 1 gr. x 1cm/s2 = 1 Dina (Dyn).
Sistema M.K.S.: En este sistema de unidades, llamado también Sistema Giorgi o Sistema Práctico, las unidades adoptadas para las tres magnitudes...