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UNIDADES
FUNDAMENTALES
OBJETIVO:
Diferenciar las unidades
fundamentales de las derivadas
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
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Unidad de Longitud: El metro (m) es la longitud recorrida por la luz en el vacío
durante un período de tiempo de 1/299,792,458 s.
Unidad de Masa: El kilogramo (kg) es la masa del prototipo internacional de platino
iridiado que se conserva en la Oficina de Pesas y Medidas de París.
Unidad de Tiempo: El segundo (s) es la duración de 9,192,631,770 períodos de la
radiación correspondiente a la transición entre dos niveles fundamentales del átomo
Cesio 133.
Unidad de Corriente Eléctrica: El ampere (A) es la intensidad de corriente, la cual
al mantenerse entre dos conductores paralelos, rectilíneos, longitud infinita, sección
transversal circular despreciable y separados en el vacío por una distancia de un
metro, producirá una fuerza entre estos dos conductores igual a 2 × 10 -7 N por cada
metro de longitud.
Unidad de Temperatura Termodinámica: El Kelvin (K) es la fracción 1/273.16 de la
temperatura termodinámica del punto triple del agua.
Unidad de Intensidad Luminosa: La candela (cd) es la intensidad luminosa, en una
dirección dada, de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia 540
× 10 12 hertz y que tiene una intensidad energética en esta dirección de 1/683 W por
estereorradián (sr).
Unidad de Cantidad de Sustancia: El mol es la cantidad de materia contenida en
un sistema y que tiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012
kilogramos de carbono 12. Cuando es utilizado el mol, deben ser especificadas las
entidades elementales y las mismas pueden ser átomos, moléculas, iones,
electrones, otras partículas o grupos de tales partículas.
Sistema Internacional de Unidades SI
Magnitud base
Nombre
Símbolo
longitud
metro
m
masa
Kilogramo
Kg
tiempo
segundo
s
corriente eléctrica
Ampere
A
temperatura
termodinámica
Kelvin
°K
cantidad de
sustancia
mol
mol
intensidad
luminosa
Candela
Cd
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A partir de estas siete unidades de base se establecen las demás unidades de uso
práctico, conocidas como unidades derivadas, asociadas a magnitudes tales como
velocidad, aceleración, fuerza, presión, energía, tensión, resistencia eléctrica,
etc
Ciertas unidades derivadas han recibido unos nombres y símbolos especiales. Estas
unidades pueden así mismo ser utilizadas en combinación con otras unidades base o
derivadas para expresar unidades de otras cantidades. Estos nombres y símbolos
especiales son una forma de expresar unidades de uso frecuente.
Coulomb (C): Cantidad de electricidad transportada en un segundo por una
corriente de un amperio.
Joule (J): Trabajo producido por una fuerza de un newton cuando su punto de
aplicación se desplaza la distancia de un metro en la dirección de la fuerza.
Newton (N): Es la fuerza que, aplicada a un cuerpo que tiene una masa de 1
kilogramo, le comunica una aceleración de 1 metro por segundo, cada segundo.
Pascal (Pa): Unidad de presión. Es la presión uniforme que, actuando sobre una
superficie plana de 1 metro cuadrado, ejerce perpendicularmente a esta superficie
una fuerza total de 1 newton.
Volt (V): Unidad de tensión eléctrica, potencial eléctrico, fuerza electromotriz. Es la
diferencia de potencial eléctrico que existe entre dos puntos de un hilo conductor que
transporta una corriente de intensidad constante de 1 ampere cuando la potencia
disipada entre esos puntos es igual a 1 watt.
Watt (W): Potencia que da lugar a una producción de energía igual a 1 joule por
segundo.
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Ohm ( O ): Unidad de resistencia eléctrica. Es la resistencia eléctrica que existe
entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1
volt aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de
intensidad 1 ampere, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor.
Weber (Wb): Unidad de flujo magnético, flujo de inducción magnética. Es el flujo
magnético que, al atravesar un circuito de una sola espira produce en la misma una
fuerza electromotriz de 1 volt si se anula dicho flujo en 1 segundo por decrecimiento
uniforme.
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La Ley Federal sobre Metrología y Normalización establece que el Sistema
Internacional es el sistema de unidades oficial en México.
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Cuando se ha elegido ese conjunto reducido y completo de magnitudes
fundamentales y se han definido correctamente sus unidades correspondientes, se
dispone entonces de un sistema de unidades. La definición de unidades dentro de un
sistema se atiene a diferentes criterios. Así la unidad ha de ser constante como
corresponde a su función de cantidad de referencia equivalente para las diferentes
mediciones, pero también ha de ser reproducible con relativa facilidad en un
laboratorio.
SISTEMA MKS (metro, kilogramo, segundo)
El nombre del sistema está tomado de las iniciales de sus unidades
fundamentales.
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La unidad de longitud del sistema:
METRO: Es una longitud igual a la del metro patrón que se conserva en la
Oficina Internacional de pesas y medidas.
La unidad de masa es el kilogramo:
KILOGRAMO: Es una masa igual a la del kilogramo patrón que se
conserva en la Oficina Internacional de pesas y medidas.
Un kilogramo (abreviado Kg.) es aproximadamente igual a la masa de un
decímetro cúbico de agua destilada a 4 º C.
La unidad de tiempo de todos los sistemas de unidades es el segundo.
SEGUNDO: Se define como la 86,400 ava. Parte del día solar medio.
Los días tienen diferente duración según las épocas del año y la distancia
de la Tierra al Sol. El día solar medio es el promedio de duración de cada
no de los días del año.
SISTEMA C.G.S. (centímetro, gramo, segundo).
• El sistema C.G.S. llamado también sistema
cegesimal, es usado particularmente en trabajos
científicos. Sus unidades son submúltiplos del
sistema M.K.S.
• La unidad de longitud: Es el CENTÍMETRO, o
centésima parte del metro.
• La unidad de masa: Es el GRAMO, o milésima
parte del kilogramo.
• La unidad de tiempo: Es el SEGUNDO.
Relación entre sistemas de unidades
Unidad
CGS
MKS
Técnico
masa
longitud
tiempo
velocidad
aceleración
fuerza
gr
cm
s
cm/s
cm/s2
dina
presión
dina/cm2
trabajo
potencia
ergio
ergio/s
J (N m)
Watts
(J/s)
BTU
HP
momento
Dina cm
Nm
Kgf m
Kg
slug
m
m
s
s
m/s
m/s
m/s2
m/s2
N
Kgf
(Kgm/s2)
Pa=N/m2 Kgf/m2
1
2
Lb
in
s
in/s
in/s2
Lbf
ft
s
ft/s
ft/s2
Lbf/in2 atm o
Lbf/ft2
cal
CV
Lbf in
Lbf ft
SISTEMA INGLÉS DE UNIDADES
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El sistema inglés de unidades o sistema imperial, es usado ampliamente en los EUA
y, cada vez en menor medida, en algunos países británicos. Debido a la relación
comercial que tiene nuestro país con los EUA, existen aún en México muchos
productos fabricados con especificaciones en este sistema. Ejemplos de ello son los
productos de madera, tornillería, cables conductores y perfiles metálicos. Algunos
instrumentos como los medidores de presión para neumáticos automotrices y otros
tipos de manómetros frecuentemente emplean escalas en el sistema inglés
Este sistema no-métrico que se utilizan actualmente en los EUA y en muchos
territorios de habla inglesa (como en el Reino Unido ). Existen discrepancias entre
los sistemas de Estados Unidos e Inglaterra. Este sistema se deriva de la evolución
de las unidades locales a través de los siglos, y de los intentos de estandarización en
Inglaterra . Las unidades mismas tienen sus orígenes en la antigua Roma. Hoy en
día, estas unidades están siendo lentamente reemplazadas por el Sistema
Internacional de Unidades , aunque en Estados Unidos la inercia del antiguo sistema
y el alto costo de migración ha impedido en gran medida el cambio
EQUIVALENCIAS DE LAS UNIDADES INGLESAS
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LONGITUD
1 milla = 1,609 m
1 yarda = 0.915 m
1 pie = 0.305 m
1 in = 0.0254 m
MASA
1 lb = 0.454 Kg.
1 oz = 0.0283 Kg.
1 ton. inglesa = 907 Kg.
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SUPERFICIE
1 ft2 = 0.0929 m2
1 in2 = 0.000645 m2
1 yarda 2 = 0.836 m2
VOLUMEN Y
CAPACIDAD
1 yarda 3 = 0.765 m3
1 pie 3 = 0.0283 m3
1 pulg 3 . = 0.0000164 m3
1 gl = 3.785 l.
• Potencia
– El caballo de vapor (CV), es una unidad de medida
de potencia que se define como la potencia necesaria
para elevar verticalmente un peso de 75 kgf a 1 m de
altura en 1 s.
– 1 HP = 1,013869665423850 CV = 745,69871582160
W ≈ 746 W
TAREA: Elaborar una tabla con las unidades
fundamentales del SI, MKS, CGS, Sistema Inglès y
sus equivalencias