Sistemas De Medición 3 Unidad

SISTEMAS DE MEDICION

3.1 UNIDADES

Una unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física. En general, una unidad de medida toma su valor a partir de un patrón o de una composición de otras unidades definidas previamente. Las primeras se conocen como unidades básicas o de base (o, no muy correctamente, fundamentales), mientras que las segundas se llaman unidades derivadas. Un conjunto consistente de unidades de medida en el que ninguna magnitud tenga más de una unidad asociada es denominado sistema de unidades.

Sistema Internacional de Unidades

El Sistema Internacional de Unidades es la forma actual del sistema métrico decimal y establece las unidades que deben ser utilizadas internacionalmente. Fue creado por el Comité Internacional de Pesos y Medidas con sede en Francia. En él se establecen 7 magnitudes fundamentales, con los patrones para medirlas:

1. Longitud

2. Masa

3. Tiempo

4. Intensidad eléctrica

5. Temperatura

6. Intensidad luminosa

7. Cantidad de sustancia

Patrón de medida

Un patrón de medidas es el hecho aislado y conocido que sirve como fundamento para crear una unidad de medida.

Muchas unidades tienen patrones, pero en el sistema métrico sólo las unidades básicas tienen patrones de medidas.

Los patrones nunca varían su valor. Aunque han ido evolucionando, porque los anteriores establecidos eran variables y, se establecieron otros diferentes considerados invariables.

Ejemplo de un patrón de medida sería: "Patrón del segundo: Es la duración de 9 192 631 770 períodos de radiación correspondiente a la transición entre 2 niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de Cesio 133". Como se puede leer en el artículo sobre el segundo.

De todos los patrones del sistema métrico, sólo existe la muestra material de uno, es el kilogramo, conservado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. De ese patrón se han hecho varias copias para varios países.

Un ejemplo de patrones de medida son:

1. | 1.SEGUNDO (para medir tiempo)2.METRO(para medir longitud)3.AMPERIO(para medir corriente o intensidad de corriente)4.MOL(para medir cantidad de sustancia)5.KILOGRAMO(para medir cantidad de masa)6.KELVIN(para medir la temperatura)7.CANDELA(para medir la cantidad luminosa) |

3.2CONVERSION DE UNIDADES

La conversión de unidades es la transformación de una unidad en otra.

Este proceso se realiza con el uso de los factores de conversión y las muy útiles tablas de conversión.

Bastaría multiplicar por una fracción (factor de conversión) y el resultado es otra medida equivalente, en la que han cambiado las unidades.

Cuando el cambio de unidades implica la transformación de varias unidades se pueden utilizar varios factores de conversión uno tras otro, de forma que el resultado final será la medida equivalente en las unidades que buscamos, por ejemplo si queremos pasar 8 metros a yardas, lo único que tenemos que hacer es multiplicar 8 x (0.914)=7.312 yardas.

En muchas situaciones en Física, tenemos que realizar operaciones con magnitudes que vienen expresadas en unidades que no son homogéneas. Para que los cálculos que realicemos sean correctos, debemos transformar las unidades de forma que se cumpla el principio de homogeneidad.

Por ejemplo, si queremos calcular el espacio recorrido por un móvil que se mueve a velocidad constante de 72 Km/h en un trayecto que le lleva 30 segundos, debemos aplicar la sencilla ecuación S = v•t, pero tenemos el problema de que la velocidad viene expresada en kilómetros/hora, mientras que el tiempo viene en segundos. Esto nos obliga a transformar una de las dos unidades, de forma que ambas sean la misma, para no violar el principio de homogeneidad y que el cálculo sea acertado.

Para realizar la transformación utilizamos los factores de conversión. Llamamos factor de conversión a la relación de equivalencia entre dos unidades de la misma magnitud, es decir, un cociente que nos indica los valores numéricos de equivalencia entre ambas unidades. Por ejemplo, en nuestro caso, el factor de conversión entre horas y segundos viene dado por la expresión:

o la equivalente , ya que 1 hora = 3600 segundos

3.3 DIMENSIONES DE LAS MAGNITUDES

algunas magnitudes físicas representan en sí mismas una abstracción, se puede pensar en un espacio abstracto sin necesidad de que lo ocupe ningún cuerpo. Asimismo, la noción de transcurso del tiempo tampoco necesita de una realidad física concreta.

En consecuencia, la separación entre el concepto de magnitud física y su aplicación a la realidad no está tan clara, sobre todo con la actual definición de las unidades de las magnitudes físicas del espacio y el tiempo que acabamos de mencionar en el contexto de la Física Moderna con la Relatividad de Einstein y la Mecánica Cuántica.

Los dos puntos siguientes inciden sobre el significado de los tipos de unidades y dimensiones de las magnitudes físicas y sobre una relación muy especial entre las principales constantes físicas y sus unidades respectivamente, pues las constantes implican una relación de equivalencia entre las unidades de las magnitudes físicas involucradas.

Ambos puntos ayudan a entender los diferentes tipos de experimentos físicos. El primero desde un punto de vista teórico y el segundo desde la complejidad de las unidades y magnitudes físicas de un caso práctico.

Unidades y dimensiones físicas

Quiero remarcar la importancia de la interpretación de la definición de las unidades de las magnitudes físicas, pues sin la interpretación intuitiva de los conceptos estamos perdidos, ciegos y no sabremos como avanzar.

Las constantes físicas que acompañan a las fórmulas o definiciones de ciertas magnitudes significan una relación de transformación unitaria entre la unidad definida y el resto de magnitudes físicas involucradas en la ecuación o igualdad. Sin embargo las constantes no suelen tener valor unitario, esto se debe a que las unidades fundamentales o derivadas vienen fijadas con un criterio histórico o de adecuación a una escala cuantitativa más práctica que la que surgiría con la transformación de unidades unitaria.

Si una constante física no es constante del todo, en su definición no se han tenido en cuenta todas variables independientes que afectan a la equivalencia unitaria en la transformación de unidades representada.

Un ejemplo sencillo, la gravedad de Newton tiene como unidades físicas (m/s²), pero también se puede expresar con las unidades físicas de (N/kg). La primera se refiere al efecto o la aceleración que se producirá..., la segunda a la causa o fuerza por unidad de masa que producirá la aceleración gravitacional señalada...

Se me ocurre una tercera (N m/kg m), la lectura sería la energía por cada unidad de masa y espacio, algo parecido a la energía por unidad física del continuum masa-espacio. Es algo gracioso, pero eso del continuum masa-espacio me suena a la característica de irrompible de la estructura reticular de la materia o globina.

Dicho lo dicho, conviene señalar que aunque parezcan formas totalmente distintas de leer una fórmula física, no son tan dispares, en una el significado puede estar referido a la causa, en otra al efecto, en otra a una propiedad física de un sistema material y, en otras, a una realidad imaginaria, pero todas ellas son ciertas.

Por ejemplo, cuando decimos dos hombres por caballo, o dos metros por segundo, todos tenemos la idea intuitiva de su significado. Es sencillo, si multiplicamos en el primer caso por tres caballos, entonces tendremos seis hombres.

2 (hombres/caballo) * 3 caballos = 6 hombres

Sin embargo, si al resultado anterior lo volvemos a multiplicar por tres caballos tendremos 18 hombres-caballo, es decir, 18 minotauros; esta unidad de minotauro ya no es tan intuitiva, es un elemento nuevo que tiene las propiedades del hombre y del caballo, si tuviésemos que representar este nuevo concepto lo haríamos con un dibujito...

6 hombres * 3 caballos = 18 minotauros

El ejemplo anterior ilustra lo que Wikipedia denomina como magnitudes básicas o fundamentales y magnitudes físicas derivadas.

Se podría decir que al dividir la unidad de una magnitud por una unidad diferente, le estamos cuantificando en función unitaria de otro elemento o contenedor virtual; es decir, estableciendo una equivalencia de transformación entre unidades físicas. Por el contrario, si ese algo lo multiplicamos por una unidad diferente le estamos añadiendo una propiedad o configurándolo cualitativamente.

Sin embargo, el significado dependerá de las dimensiones de la unidad de la magnitud física inicial y los conceptos con los que se esté operando, se podría dar el caso contrario.

A título de ejemplo, podemos señalar que un Newton por cada kilogramo (N/kg) implica que siguen existiendo tanto la propiedad de un Newton como la realidad de un kilogramo. Por el contrario, un Newton * metro será una algo nuevo que tendrá las propiedades de la fuerza y de la primera dimensión espacial, es decir, la magnitud física energía y a la unidad la llamaremos Julio.

El ejemplo contario sería si a la energía la dividimos por el espacio, es este caso nos daría la fuerza. Nótese que estamos empleando conceptos abstractos con un significado más complejo de lo que a primera vista puede parecer.

Las magnitudes físicas de fuerza y energía se han definido dentro de un modelo con unos principios físicos derivados de las leyes de Newton y que, posteriormente, se ven afectados

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