El Sistema internacional de unidades

Sistemas de unidades. Con los cuatro conceptos fundamentales introducidos en la sección anterior, se asocian las llamadas unidades cinéticas, es decir, las unidades de longitud, tiempo, masa y fuerza. Tres de éstas unidades pueden definirse arbitrariamente; y son las que se denominan unidades básicas o fundamentales. Se dice que las unidades cinéticas seleccionadas de esta manera conforman un sistema consistente de unidades.

Sistema Internacional de Unidades (Unidades SI).

En este sistema, que será de uso universal después de que los paísesde habla inglesa hayan completado su conversión total, las unidades básicas son las unidades de longitud, masa y tiempo, y se han denominado el metro (m), el kilogramo (kg) y el segundo (s). Todas ellas se han definido arbitrariamente. El segundo, que se supone representa 1/86400 partes del día solar medio, se define actualmente como la duración de 9192631770 vibraciones de la ra diación asociada con una transición específica del átomo de Cesio. El metro, que inicialmente intentó representar una diezmillonésima parte de la distancia desde el ecuador hasta el polo, se define ahora como 165076373 longitudes de onda de la línea rojo- anaranjada del espectro del Kriptón 86. El kilogramo, que es aproximadamente la masa de 0.001 m3 de agua, se define actualmente como la masa de un estándar de platino guardado en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas en Sevres, cerca de París, Francia. La unidad de fuerza es una unidad derivada. Se llama el Newton (N) y se define como la fuerza que proporciona una aceleración de 1 m/s 2 a una masa de 1 kg.

1 N = (1 kg) (1 m/s2) = 1 kg m/s2

Se dice que las unidades SI forman un sistema absoluto de unidades. Esto significa que las tres unidades escogidas como básicas son independientes de la localización donde se realice la medición. El metro, el kilogramo y el segundo pueden usarse en cualquier parte sobre la Tierra o en cualquier otro planeta. Siempre tienen el mismo significado. De la misma manera que cualquier fuerza, el peso de un cuerpo debe expresarse en Newtons. El peso de un cuerpo de masa 1 kg esta dado por

W = mg
= (1 Kg)(9.81 m/ seg2)
= 9.81 N

Los múltiplos y submúltiplos de las unidades fundamentales Si pueden obtenerse mediante el uso de los prefijos. Los múltiplos y submúltiplos de las unidades de longitud, masa y fuerza más utilizados en ingeniería, son respectivamente, el kilómetro (km) y el milímetro (mm); el megagramo* (Mg) y el gramo (g); y el kilonewton (kN).

La conversión de éstas a metros, kilogramos y Newton, respectivamente, pueden efectuarse simplemente desplazando el punto decimal tres lugares hacia la derecha o tres lugares hacia la izquierda. Por ejemplo, para convertir 3.82 km a metros, se mueve el punto decimal tres lugares hacia la derecha:

3.82 km = 3820 m

Análogamente, 47.2 mm se convierte a metros moviend el punto decimal tres lugares hacia la izquierda:

47.2 mm = 0.0472 m

Usando la notación científica, se puede escribir ta mbién

km = 3.82 x 103 m
mm = 47.2 x 10-3 m

Los múltiplos de la unidad de tiempo son el minuto (min) y la hora (h). Puesto que

1 min = 60s y 1h = 60min = 3600 s

estos múltiplos no pueden convertirse tan fácilment como los otros.

Usando los múltiplos y submúltiplos apropiados de una unidad, se puede evitar el uso de cantidades o muy grandes o muy pequeñas. Por ejemplo, usualmente se escribe 427.2 km, en vez de 427200 m, y 2.16 mm en vez de 0.00216m.*

Otras unidades SI derivadas que se usan para medir, el momento de una fuerza, el trabajo de una fuerza, etc.,. Aunque estas unidades se introducirán en capítulos posteriores, indicamos ahora una regla importante: Cuando se obtenga una unidad derivada al dividir una unidad básica por otra unidad básica, se puede usar un prefijo en el numerador de la unidad derivada pero no en el denominador. Por ejemplo, la constante k de un resorte que se comprime 20 mm bajo la acción de una carga d e 100 N se expresará como

= 100N = 100N =

k ————- 5000N / m o k = 5kN / m 20mm 0.020

y nunca como k = 5 N/mm

* La primera sílaba de cada prefijo se acentúa para que el prefijo mantenga su identidad. Por tanto, la pronunciación preferida de kilómetro será aquella en la cual se acentúa la primera sílaba y no la segunda.
** El uso de estos prefijos no debe impedirse, a excepción de las medidas de áreas y volúmenes y parael uso no técnico como en las medidas del cuerpo o de lostrajes.

Fuente: Apuntes de Física de la Unideg