1. Sistema de unidades

1.1. Introducción

MAGNITUD. Es la propiedad de un cuerpo que se puede medir. Son magnitudes: el tiempo, la tempreratura, el volumen, etc, y no lo son, la simpatía, la bondad o la belleza.

MEDIR. Es comparar una magnitud con otra similar que tomamos como unidad. El resultado de una medida es siempre un número y una unidad, ya que carece de sentido uno sin el otro.

Tipos de medida:

MEDIDA DIRECTA. Si se compara directamente con la unidad adecuada.

MEDIDA DERIVADA. La que surge de la aplicación de una fórmula.

Tipos de magnitudes:

MAGNITUDES FUNDAMENTALES o Básicas. Aquellas que se determinan directamente mediante un proceso de medida. Existen siete magnitudes fundamentales en el sistema internacional: longitud (metro – m), masa (kilogramo – kg), tiempo (segundo – s), intensidad de corriente (amperio – A), temperatura termodinámica (kelvin – K), cantidad de sustancia (mol – mol) e intensidad luminosa (candela – cd).

MAGNITUDES DERIVADAS. Aquellas que se determinan a partir de otras fundamentales. Algunas de las magnitudes derivadas son: superficie (producto de longitudes – m2), volúmen (m3), densidad (proporción entre masa y volumen – ρ= Kg/m3), velocidad (v= l/t), fuerza (Newton – N), presión (pascal – Pa), trabajo (julios – J), potencia (vatios – W), etc.

1.2. Sistema internacional (SI)

El Sistema Internacional de Unidades (SI) es un sistema absoluto. La unidad de fuerza derivada recibe el nombre de Newton y su símbolo es N. Las unidades fundamentales son 7 y aparecen detalladas en el siguiente cuado:

MAGNITUD UNIDAD SÍMBOLO
Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Intensidad de corriente amperio A
Temperatura termodinámica kelvin K
Conatidad sustancia mol mol
Intensidad luminosa candela cd
Ampliación de contenidos
  • Prefijos nominales.
NOMBRE SÍMBOLO FACTOR
Giga G 1.000.000.000 = 109
Mega M 1.000.000 = 106
Kilo k 1.000 = 103
Mili m 0,001 = 10-3
Micro μ 0,000 001 = 10-6
Nano η 0,000 000 001= 10-9
  • Reglas para el empleo.
  • Los símbolos se escriben con minúscula a no ser que procedan del nombre de un científico en cuyo caso la primera letra es mayúscula.
  • Los nombres de las unidades se escriben con minúscula salvo grado Celsius.
  • Utilizar únicamente los prefijos de múltiplos y submúltiplos en periodos de 1000.
  • Se recomienda utilizar mm, m o km, pero no cm.
  • Las unidades con prefijo no deben emplearse en el denominador de las unidades derivadas.
  • Se recomienda utilizar MN /m2, pero no N/mm2.
  • Seleccionar los prefijos adecuados para obtener cifras con no más de 4 números enteros. En lugar de 298000 m, se recomienda 298 km.

1.3. Sistema cegesimal (CGS)

El Sistema Cegesimal de Unidades (CGS) es un sistema absoluto. Las unidades fundamentales son el gramo (masa), el centímetro y el segundo. La unidad de fuerza derivada recibe el nombre de dina, y su símbolo es dina.

1.4. Sistema técnico (ST)

El sistema Técnico Métrico (ST) es un sistema gravitacional de unidades. Las unidades fundamentales son el kilogramo fuerza, el metro y el segundo. La unidad de masa derivada recibe el nombre de Unidad Técnica de Masa (UTM).

1.5. Sistema inglés de unidades

El Sistema Inglés de Unidades tiene cuatro unidades fundamentales. Éstas son la libra (masa), el pié, el segundo y la libra (fuerza).

1.6. Principales magnitudes

Velocidad lineal y angular Momento Teorema de Varignon Suma de fuerzas. Regla del paralelogramo

La fuerza tiene un comportamiento vectorial y para calcular la suma de dos fuerzas habrá que hacerlo vectorialmente. Regla del paralelogramo

1.7. Par de fuerzas

En mecánica newtoniana, se denomina momento de fuerza, torque, torca, o par (o sencillamente momento) [respecto a un punto fijado B] a la magnitud que viene dada por el producto vectorial de una fuerza por un vector director (también llamado radio vector). Si se denomina F a una fuerza, aplicada en un punto A, su momento respecto a otro punto B viene dado por:

par de fuerzas

 \vec {\tau} = \vec {r_{AB}} \times \vec {F}

Donde  \vec{r}_{AB} es el vector director que va desde B a A. Por la propia definición del producto vectorial, el momento  \vec \tau es un vector perpendicular al plano formado por  \vec{F} y  \vec{r}_{AB}.

Se expresa en unidades de fuerza por unidades de distancia. En el Sistema Internacional de Unidades resulta Newton·metro y se la puede nombrar como newton-metro o newtometro. Si bien es equivalente al Joule en unidades, no se utiliza esta denominación para medir momentos, ya que el Joule representa trabajo o energía que es un concepto diferente a un momento de fuerza.

1.8. PRESIÓN (P)

Magnitud que relaciona la fuerza con la superficie sobre la que actúa.

En física y disciplinas afines, la presión es una magnitud física que mide la fuerza por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.

En el Sistema Internacional de Unidades la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado.

1.9. TRABAJO (W)

En mecánica el trabajo efectuado por una fuerza aplicada sobre un cuerpo durante un cierto desplazamiento se define como la integral del producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento. El trabajo es una magnitud física escalar, y se representa con la letra W (del inglés, Work) para distinguirlo de la magnitud temperatura, normalmente representada con la letra T.

W = F . d

El trabajo es, en general, dependiente de la trayectoria y, por lo tanto, no constituye una variable de estado. La unidad básica de trabajo en el Sistema Internacional es newton por metro y se denomina joule o julio, y es la misma unidad que mide la energía. Por eso se entiende que la energía es la capacidad para realizar un trabajo o que el trabajo provoca una variación de energía.

1.10. POTENCIA (P)

En Física, potencia es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo.

La potencia mecánica es la potencia transmitida mediante la acción de fuerzas físicas de contacto o elementos mecánicos asociados como palancas, engranajes, etc.

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