Magnitudes fundamentales Las magnitudes fundamentales son aquellas magnitudes físicas que, gracias a su combinación, dan origen a las magnitudes derivadas. Tres de las magnitudes fundamentales son la masa, la longitud y el tiempo.Estas son: Uidades en el SI Las unidades usadas en el SI para estas magnitudes fundamentales son las siguientes: Para la masa se usa el kilogramo (kg) Para la longitud se usa el metro (m) Para el tiempo se usa el segundo (s) Para la temperatura el kelvin (K) Para la Intensidad de corriente eléctrica el Amperio (A) Para la cantidad de sustancia el Mol (mol) Para la Intensidad luminosa la Candela (cd) Véase también: Unidades básicas del SI Sistemas en desuso Unidades en el Sistema Cegesimal Las unidades usadas en el C.G.S para medir estas magnitudes fundamentales son las siguientes: Para la masa se usa el gramo (g) Para la longitud se usa el centímetro (cm) Para el tiempo el segundo (s) Unidades del Sistema MKS Para la masa se usa el kilogramo (kg) Para la longitud se usa el metro (m) Para el tiempo se usa el segundo (s) Muy parecido a éste es el Sistema Técnico de Unidades Magnitudes derivadas del SI Todas las magnitudes físicas restantes se definen como combinación de las magnitudes físicas definidas como fundamentales. Por ejemplo: v (velocidad) = L/T V (Volumen) = M³ D (Densidad) = M/L³ A (Aceleración) = L/T² F (Fuerza) = M • L/T² Unidades básica Artículo principal: Unidades básicas del SI El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas, también denominadas unidades fundamentales. Son las unidades utilizadas para expresar las magnitudes físicas definidas como fundamentales, a partir de las cuales se definen las demás: Magnitud física fundamental Unidad básica o fundamental Símbolo Observaciones Longitud metro m Se define en función de la velocidad de la luz Tiempo segundo s Se define en función del tiempo atómico Masa kilogramo kg Es la masa del "cilindro patrón" custodiado en Sevres, Francia. Intensidad de corriente eléctrica amperio o ampere A Se define a partir del campo eléctrico K Se define a partir de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Temperatura kelvin Cantidad de sustancia Intensidad luminosa mol candela mol Véase también Número de Avogadro cd Véase también conceptos relacionados: Lumen, Lux y Iluminación física Las unidades básicas tienen múltiplos y submúltiplos, que se expresan mediante prefijos. Así, por ejemplo, la expresión kilo indica "mil" y, por lo tanto, 1 km son 1000 m, del mismo modo que mili indica "milésima" y, por ejemplo, 1 mA es 0,001 A. Nota sobre el kilogramo La denominación de esta unidad induce a error dado que se puede interpretar como múltiplo del gramo. Sin embargo, se corresponde con la masa de un objeto "patrón", único caso en el que se mantiene este método, por las grandes dificultades que presenta definirlo de modo semejante a los demás, aunque se está estudiando el modo de hacerlo. Definiciones de las unidades básicas Kelvin (K). Unidad de temperatura termodinámica. Definición: Un kelvin es la temperatura termodinámica correspondiente a la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Segundo (s). Unidad de tiempo. Definición: El segundo es la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133. Metro (m). Unidad de longitud. Definición: Un metro es la longitud de trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo. Kilogramo (kg). Unidad de masa. Definición: Un kilogramo es una masa igual a la almacenada en un prototipo. Amperio (A). Unidad de intensidad de corriente eléctrica. Definición: Un amperio es la intensidad de una corriente constante que manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2•10-7 newton por metro de longitud. Mol (mol). Unidad de cantidad de sustancia. Definición: Un mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Cuando se emplea el mol, es necesario especificar las unidades elementales, que pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos especificados de tales partículas. Candela (cd). Unidad de intensidad luminosa. Definición: Una candela es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540•1012 hercios y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 vatios por estereorradián. Unidades derivadas Artículo principal: Unidades derivadas del SI Con esta denominación se hace referencia a las unidades utilizadas para expresar magnitudes físicas que son resultado de combinar magnitudes físicas tomadas como fundamentales. El concepto no debe confundirse con los múltiplos y submúltiplos, los que son utilizados tanto en las unidades fundamentales como en las unidades derivadas, sino que debe relacionarse siempre a las magnitudes que se expresan. Si estas son longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente eléctrica, temperatura, cantidad de sustancia o intensidad luminosa, se trata de una magnitud fundamental, y todas las demás son derivadas. Ejemplos de unidades derivadas Unidad de volumen o metro cúbico, resultado de combinar tres veces la longitud, una de las magnitudes fundamentales. Unidad de densidad o cantidad de masa por unidad de volumen, resultado de combinar la masa (magnitud fundamental) con el volumen (magnitud derivada). Se expresa en kilogramos por metro cúbico y no tiene nombre propio. Unidad de fuerza, magnitud que se define a partir de la Segunda ley de Newton (Fuerza = masa × aceleración). La masa es una de las magnitudes fundamentales pero la aceleración es derivada. Por tanto, la unidad resultante (kg × m × s-2) es derivada. Esta unidad derivada tiene nombre propio, Newton.1 Unidad de energía, por definición es la fuerza necesaria para mover un objeto en una distancia de un metro, es decir fuerza por distancia. Su nombre es el Joule y se expresa con J. Siendo entonces que J = N × m. En cualquier caso, siempre es posible establecer una relación entre las unidades derivadas y las básicas o fundamentales mediante las correspondientes ecuaciones dimensionales. Definiciones de las unidades derivadas Unidades con nombre propio Hercio (Hz). Unidad de frecuencia. Definición: Un hercio es un ciclo por cada segundo. Newton (N). Unidad de fuerza. Definición: Un newton es la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s2 a un objeto cuya masa es de 1 kg Pascal (Pa). Unidad de presión. Definición: Un pascal es la presión que ejerce una fuerza de 1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado normal a la misma Julio (J). Unidad de energía, trabajo y calor. Definición: Un joule es el trabajo producido por una fuerza de 1 newton, cuyo punto de aplicación se desplaza 1 metro en la dirección de la fuerza. En términos eléctricos, un joule es el trabajo realizado por una diferencia de potencial de 1 Voltio y con una intensidad de 1 Amperio durante un tiempo de 1 segundo. Vatio (W). Unidad de potencia. Definición: Un vatio es la potencia que da lugar a una producción de energía igual a 1 joule por segundo. En términos eléctricos, un vatio es la potencia producida por una diferencia de potencial de 1 voltio y una corriente eléctrica de 1 amperio. Culombio (C). Unidad de carga eléctrica. Definición: Un Culombio es la cantidad de electricidad transportada en un segundo por una corriente de un amperio de intensidad. Voltio (V). Unidad de potencial eléctrico y fuerza electromotriz. Definición: la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente con una intensidad de un amperio utiliza un vatio de potencia. Ohmio (Ω). Unidad de resistencia eléctrica. Definición: un ohmio es la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 voltio aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 amperio, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor. Siemens (S). Unidad de conductancia eléctrica. Definición: Un siemens es la conductancia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor que tiene un ohmio de resistencia. Faradio (F). Unidad de capacidad eléctrica. Definición: Un faradio es la capacidad de un conductor con una diferencia de potencial de un voltio tiene como resultado una carga estática de un culombio. Tesla (T). Unidad de densidad de flujo magnético y intensidad de campo magnetico. Definición: Un tesla es una inducción magnética uniforme que, repartida normalmente sobre una superficie de un metro cuadrado, produce a través de esta superficie un flujo magnético total de un weber. Weber (Wb). Unidad de flujo magnético. Definición: Un weber es el flujo magnético que al atravesar un circuito de una sola espira produce en la misma una fuerza electromotriz de 1 voltio si se anula dicho flujo en 1 segundo por decrecimiento uniforme. Henrio (H). Unidad de inductancia. Definición: Un henrio es la inductancia de un circuito en el que una corriente que varía a razón de un amperio por segundo da como resultado una fuerza electromotriz autoinducida de un voltio. Radián (rad). Unidad de ángulo plano. Definición: Un radián es el ángulo que limita un arco de circunferencia cuya longitud es igual al radio de la circunferencia. Estereorradián (sr). Unidad de ángulo sólido. Definición: Un estereorradián es el ángulo sólido que, teniendo su vértice en el centro de una esfera, intercepta sobre la superficie de dicha esfera un área igual a la de un cuadrado que tenga por lado el radio de la esfera Lumen (lm). Unidad de flujo luminoso Definición: Un lumen es el flujo luminoso producido por una candela de intensidad luminosa, repartida uniformemente en un estereorradián. Lux (lx). Unidad de Iluminancia Definición: Un lux es la iluminancia producida por un lumen de flujo luminoso, en una superficie equivalente a la de un cuadrado de un metro de lado. Becquerel (Bq). Unidad de actividad radiactiva Definición: Un Becquerel es una desintegración nuclear por segundo. Gray (Gy). Unidad de Dosis de radiación absorbida. Definición: Un gray es la absorción de un joule de energía ionizante por un kilogramo de material irradiado. Sievert (Sv). Unidad de Dosis de radiación absorbida equivalente Definición: Un sievert es la absorción de un joule de energía ionizante por un kilogramo de tejido vivo irradiado. Katal (kat). Unidad de actividad catalítica Definición: Un katal es la actividad catalítica responsable de la transformación de un mol de compuesto por segundo Celsius (°C). Unidad de temperatura termodinámica. , donde t es la temperatura en grados Celsius y T en kélvines. Definición: Unidades sin nombre propio Unidad de área. m2 Definición: Es el área equivalente a la de un cuadrado de 1 metro de lado. Unidad de volumen. m3 Definición: Es el volumen equivalente al de un cubo de 1 metro de lado. Unidad de velocidad o rapidez. Definición: Un metro por segundo es la velocidad de un cuerpo que, con movimiento uniforme, recorre una longitud de un metro en 1 segundo. Unidad de aceleración. Definición: Es el aumento de velocidad regular que sufre un objeto, equivalente a un metro por segundo cada segundo. Unidad de número de ondas. Definición: Es el número de ondas de una radiación monocromática cuya longitud de onda es igual a 1 metro. Unidad de velocidad angular. Definición: Es la velocidad de un cuerpo que, con una rotación uniforme alrededor de un eje fijo, gira en 1 segundo, 1 radián. Unidad de aceleración angular. Definición: Es la aceleración angular de un cuerpo animado de una rotación uniformemente variada alrededor de un eje fijo, cuya velocidad angular varía 1 radián por segundo, en 1 segundo. Unidad de Momento de fuerza y torque. Definición: Es el torque producido cuando una fuerza de un newton actúa a un metro de distancia del eje fijo de un objeto, impulsando la rotación del mismo. Unidad de viscosidad dinámica Definición: Es la viscosidad dinámica de un fluido homogéneo, en el cual, el movimiento rectilíneo y uniforme de una superficie plana de 1 metro cuadrado, da lugar a una fuerza retardatriz de 1 newton, cuando hay una diferencia de velocidad de 1 metro por segundo entre dos planos paralelos separados por 1 metro de distancia. Unidad de entropía Definición: Es el aumento de entropía de un sistema que recibe una cantidad de calor de 1 julio, a la temperatura termodinámica constante de 1 kelvin, siempre que en el sistema no tenga lugar ninguna transformación irreversible. Unidad de capacidad térmica másica Definición: Es la capacidad térmica másica de un cuerpo homogéneo de una masa de 1 kilogramo, en el que el aporte de una cantidad de calor de un julio, produce una elevación de temperatura termodinámica de 1 kelvin. Unidad de conductividad térmica Definición: Es la conductividad térmica de un cuerpo homogéneo isótropo, en la que una diferencia de temperatura de 1 kelvin entre dos planos paralelos, de área 1 metro cuadrado y distantes 1 metro, produce entre estos planos un flujo térmico de 1 vatio. Unidad de intensidad del campo eléctrico. Definición: Es la intensidad de un campo eléctrico, que ejerce una fuerza de 1 newton sobre un cuerpo cargado con una cantidad de electricidad de 1 culombio. Unidad de rendimiento luminoso. Definición: Es el rendimiento luminoso obtenido de un artefacto que gasta un vatio de potencia y genera un lumen de flujo luminoso. Normas ortográficas para los símbolos Los símbolos de las unidades son entidades matemáticas y no abreviaturas, por lo que se deben escribir siempre tal cual están definidos (p. ej., «m» para metro y «A» para ampere o amperio). Deben usarse preferentemente los símbolos y no los nombres (p. ej., «kHz» y no «kilohertz» o «kilohertzio») y los símbolos no deben pluralizarse. Al contrario que los símbolos, los nombres no están normalizados internacionalmente, sino que dependen de la lengua (así lo establece explícitamente la norma ISO 80000); se consideran siempre nombres comunes. Pueden utilizarse las denominaciones castellanizadas de uso habitual, siempre que estén reconocidos por la Real Academia Española (ejemplos: amperio, culombio, faradio, voltio, vatio, etc.). Los símbolos se escriben en minúsculas, salvo aquéllos cuyo nombre proceda de una persona (W, de Watt, V, de Volta). Asimismo los submúltiplos y los múltiplos hasta kilo (k) inclusive, también se escriben con minúscula; desde mega, se escriben con mayúscula. Se han de escribir en letra redonda independientemente del resto del texto.2 Esto permite diferenciarlos de las variables. Los símbolos no cambian cuando se trata de varias unidades, es decir, no debe añadirse una "s". Tampoco debe situarse un punto (".") a continuación de un símbolo, salvo cuando el símbolo se encuentra al final de una frase. Por lo tanto, es incorrecto escribir, por ejemplo, el símbolo de kilogramos como «Kg» (con mayúscula), «kgs» (pluralizado) o «kg.» (con el punto). La única manera correcta de escribirlo es «kg». Esto se debe a que se quiere evitar que haya malas interpretaciones: «Kg», podría entenderse como kelvin·gramo, ya que «K» es el símbolo de la unidad de temperatura kelvin. Por otra parte, ésta última se escribe sin el símbolo de grados «°», pues su nombre correcto no es grado Kelvin (°K), sino sólo kelvin (K). El símbolo de segundos es «s» (en minúscula y sin punto posterior) y no «seg.» ni «segs.». Los amperios no deben abreviarse «Amps.», ya que su símbolo es «A» (mayúscula y sin punto). El metro se simboliza con «m» (no «mt», ni «mts.»). Legislación sobre el uso del SI El SI puede ser usado legalmente en cualquier país del mundo, incluso en aquellos que no lo han implantado. En muchos otros países su uso es obligatorio. En aquellos que utilizan todavía otros sistemas de unidades de medidas, como los Estados Unidos y el Reino Unido, se acostumbran a indicar las unidades del SI junto a las propias, a efectos de conversión de unidades. El SI fue adoptado por la undécima Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM o Conférence Générale des Poids et Mesures) en 1960. En Argentina, el SI fue adoptado a través de la ley Nº 19.511, creada el 2 de marzo de 1972, conocida como Sistema Métrico Legal Argentino (SI.ME.LA.). En Colombia el Sistema Internacional se hace obligatorio y oficial mediante el decreto Nº 1.731 de 1967 del MDE. En Ecuador fue adoptado mediante la Ley Nº 1.456 de Pesas y Medidas y promulgada en el Registro Oficial Nº 468 del 9 de enero de 1974. En España, en el Art. 149 (Título VIII) de la Constitución se atribuye al Estado la competencia exclusiva de legislar sobre pesos y medidas. La ley que desarrolla esta materia es la Ley 3/1985, del 18 de marzo, de Metrología. En Uruguay entra en vigencia el uso obligatorio del SI a partir del 1 de enero de 1983 por medio de la ley 15.298.12345654 4 Tabla de múltiplos y submúltiplos Artículo principal: Prefijos del SI 1000n 10009 10008 10007 10006 10n Prefijo Símbolo Escala Corta 1027 sin prefijo asignado 1024 yotta 1021 zetta 1018 exa Y Z E Octillón Septillón Sextillón Quintillón Escala Larga Equivalenci a Decimal en los Asignación Prefijos del SI Cuadrillardo 1 000 000 000 000 000 ? 000 000 000 000 Cuadrillón 1 000 000 000 000 000 1991 000 000 000 Trillardo 1 000 000 000 1991 000 000 000 000 Trillón 1 000 000 000 1975 000 000 000 10005 1015 peta P Cuadrillón Billardo 1 000 000 000 1975 000 000 10004 1012 tera T Trillón Billón 1 000 000 000 1960 000 10003 109 giga G Billón Millardo 1 000 1960 000 000 10002 106 mega M Millón 1 000 000 1960 10001 103 kilo k Mil 1 000 1795 10002/3 102 hecto h Centena 100 1795 10001/3 101 deca Decena 10 1795 Unidad 1 0.1 1795 10000 1000−1/ 3 1000−2/ 3 100 da / D ninguno 10−1 deci d Décimo 10−2 centi c Centésimo 0.01 1795 m Milésimo 0.001 1795 Millonésimo 0.000 001 1960 0.000 000 001 1960 1000−1 10−3 mili 1000−2 10−6 micro µ 1000−3 10−9 nano 1000−4 1000−5 1000−6 1000−7 10−1 2 10−15 10−1 8 10−2 1 pico n Billonésimo Milmillonésimo p Trillonésimo femto f Cuadrillonési mo 0.000 Milbillonésimo 000 000 1964 000 001 Quintillonési mo 0.000 000 000 1964 000 000 001 atto a zepto z 1000−8 10−2 yocto y Billonésimo 0.000 000 000 1960 001 Trillonésimo 0.000 Sextillonésim 000 000 Miltrillonésimo 1991 o 000 000 000 001 Septillonésim Cuadrillonésimo 0.000 1991 o 4 1000-9 10-27 sin prefijo asignado 000 000 000 000 000 000 001 0.000 000 000 Octillonésim Milcuadrillonésim 000 000 ? o o 000 000 000 001 Referencias http://physics.nist.gov/Pubs/SP330/contents.html http://physics.nist.gov/cuu/pdf/sp811.pdf Publicación sobre el SI del Comité internacional de pesas y medidas (traducida por el C. Español de Metrología) http://scienceworld.wolfram.com/physics/SI.html http://www.bipm.org/en/si/ B Oficial España : Unidades legales de medida B Oficial España : Añade 2 múltiplos y 2 submúltiplos de Unidades legales de medida Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 2056:1996 - Metrología. Vocabulario Internacional de Términos Fundamentales y Generales. Instituto Ecuatoriano De Normalización - Quito - Ecuador 1. ↑ Precisamente esta es una de las mejoras que ha hecho el SI respecto al sistema métrico, puesto que antes coincidían las unidades de masa y peso (o fuerza): el kilogramo. Cierto que en la ciencia se utilizaba el kilopondio o el kilogramo fuerza para el peso, pero era fácil confundirlas con la unidad de masa. 2. ↑ The International System of Units, punto 5.1: Símbolos de las unidades (en inglés). Sistema de unidades Un sistema de unidades es un conjunto consistente de unidades de medida. Definen un conjunto básico de unidades de medida a partir del cual se derivan el resto. Existen varios sistemas de unidades: Sistema Internacional de Unidades o SI: es el sistema más usado. Sus unidades básicas son: el metro, el kilogramo, el segundo, el ampere, el kelvin, la candela y el mol. Las demás unidades son derivadas del Sistema Internacional. Sistema métrico decimal: primer sistema unificado de medidas. Sistema cegesimal o CGS: denominado así porque sus unidades básicas son el centímetro, el gramo y el segundo. Sistema Natural: en el cual las unidades se escogen de forma que ciertas constantes físicas valgan exactamente 1. Sistema técnico de unidades: derivado del sistema métrico con unidades del anterior. Este sistema está en desuso. Sistema anglosajón de unidades: aún utilizado en algunos países anglosajones. Muchos de ellos lo están reemplazando por el Sistema Internacional de Unidades. Además de éstos, existen unidades prácticas usadas en diferentes campos y ciencias. Algunas de ellas son: Unidades atómicas Unidades usadas en Astronomía Unidades de longitud Unidades de superficie Unidades de volumen Unidades de masa Unidades de medida de energía Unidades de temperatura Unidades de densidad SISTEMAS DE UNIDADES Los sistemas de unidades son conjuntos de unidades convenientemente relacionadas entre sí que se utilizan para medir diversas magnitudes (longitud, peso, volumen, etc.). Universalmente se conocen tres sistemas de unidades: mks o sistema internacional, cgs y Técnico. Las unidades correspondientes a las magnitudes (longitud, tiempo y masa) expresadas en cada uno de estos sistemas, se presentan a continuación. Sistema cgs Técnico internacional Longitud m cm m Tiempo s s s masa kg g utm Unidades de longitud Las unidades de longitud permiten medir el largo, ancho y alto de diferentes objetos, es decir, medidas en una sola dimensión. En el sistema internacional, la unidad de las medidas de longitud es el metro, representado por la letra m. Los submúltiplos del metro se obtienen anteponiendo a la palabra metro los prefijos: deci, centi y mili, que significan décima, centésima y milésima parte. Sirven para medir longitudes menores que el metro. Los múltiplos se forman anteponiendo los prefijos: kilo, hecto y deca, que significan mil, cien y diez respectivamente. Se utilizan para longitudes mayores que el metro. Ejemplos: 1 m es igual a 1000 mm, 1 cm es igual a 0,01 m (ver Tabla 1). km hm dam kilómetro hectómetro decámetro 0, 9 7 m metro dm cm mm decímetro centímetro milímetro 1 0 0 0, 0 1 0 0 0 5 975 Tabla 1: Múltiplos y submúltiplos del metro. Obsérvese que las medidas de longitud aumentan y disminuyen de 10 en 10. Por lo tanto, para expresar una cantidad en una unidad de orden inferior (o submúltiplo) se debe dividir por el múltiplo de 10 correspondiente, sin embargo, si se quiere expresar en una unidad de orden superior se lo debe multiplicar por el múltiplo de 10 correspondiente, ejemplo, para expresar el número 975 m en km, se debe dividir 975 por 1000 (ver Tabla 1), sin embargo si se quiere expresar en cm se tiene que multiplicar 975 por 100 (ver Tabla 1). Otros submúltiplos que son usados para medidas de longitud muy pequeñas son: micro -6 m nanometro (η) = 10-9 m. Ångström (Ǻ)1 = 10-10 m. picometro (p) = 10-12 m. femtometro (f) = 10-15 m. Unidades de masa En el sistema cgs, la unidad fundamental es el gramo, que se simboliza con la letra g. Sus múltiplos y submúltiplos se presentan en la siguiente tabla. El tratamiento de los datos es equivalente al utilizado para las unidades de longitud. kg hg dag kilogramo hectogramo decagramo g gramo dg mg decigramo centigramo miligramo Otra unidad muy utilizada en química es el microgramo ( Unidades de superficie cg -6 g. La unidad convencional de superficie es el metro cuadrado (m2). Un metro cuadrado es la superficie de un cuadrado que tiene 1 m x 1m. Al igual que para el 1 unidad de longitud muy utilizada que no pertenece al Sistema Internacional de unidades. Estrictamente no es un submúltiplo sino una unidad en sí misma. resto de las unidades estudiadas, existen múltiplos y submúltiplos del m2. Ejemplos: 1 m2 es igual a (103mm)2, 1 cm2 es igual a (10-2 m)2 (ver Tabla 2). km2 0, hm2 00 dam2 09 m2 dm2 cm2 mm2 1 00 00 00 0, 00 01 00 00 75 975 Tabla 2: Múltiplos y submúltiplos del metro cuadrado. Obsérvese que las medidas de superficie aumentan y disminuyen de 100 en 100. Por lo tanto, para expresar una cantidad en una unidad de orden inferior (o submúltiplo) se debe dividir por el múltiplo de 100 correspondiente, sin embargo, si se quiere expresar en una Unidad de orden superior se lo debe multiplicar por el múltiplo de 100 correspondiente, ejemplo, para expresar el número 975 m2 en km2, se debe dividir 975 por 106 (ver Tabla 2), sin embargo si se quiere expresar en cm2 se tiene que multiplicar 975 por 104 (ver Tabla 2). Unidades de volumen La unidad convencional de volumen es el metro cúbico (m3). Un metro cúbico es el volumen de un cubo que tiene 1 m x 1m x 1 m. Al igual que para el resto de las unidades estudiadas, existen múltiplos y submúltiplos del m3. Ejemplos: 1 m3 es igual a (103 mm)3, 1 cm3 es igual a (10-2 m)3 (ver Tabla 3). km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3 1 000 000 000 0, 000 001 0, 000 000 975 975 000 000 Tabla 3: Múltiplos y submúltiplos del metro cúbico. Obsérvese que las medidas de volumen aumentan y disminuyen de 1000 en 1000. Por lo tanto, para expresar una cantidad en una unidad de orden inferior (o submúltiplo) se debe dividir por el múltiplo de 1000 correspondiente, sin embargo, si se quiere expresar en una unidad de orden superior se lo debe multiplicar por el múltiplo de 1000 correspondiente, ejemplo, para expresar el número 975 m3 en km3, se debe dividir 975 por 109 (ver Tabla 3), sin embargo si se quiere expresar en cm3 se tiene que multiplicar 975 por 106 (ver Tabla 3). Otras unidades de volumen usadas habitualmente son aquellas que utilizan como unidad de volumen el litro, cuyo símbolo es l. Al igual que para las unidades de longitud, existen múltiplos y submúltiplos, para obtenerlos se usa el mismo tratamiento. Algunas de las equivalencias para tener en cuenta: 1cm3 = 1 ml; 1dm3 = 1 l, de esta manera, 1000cm3 = 1000 ml = 1l. kl hl dal kilolitro hectolitro decalitro l litro dl cl ml decilitro centilitro mililitro FUENTE DE INVESTIGACIÓN: http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_unidades METODOS DE MEDICIÓN E INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN MEDICION DIRECTA Hay un gran número de procedimientos mediante los cuales podemos realizar una medición directa. Uno de ellos es el que se realiza a través de un instrumento de medición indirecta que actúa por desplazadores. Esta clase de instrumentos se utiliza cuando se quiere llevar a cabo la medición en lugares sumamente remotos o para controlar el nivel. Asimismo, se los emplea como una forma de indicador de modo directo. En lo que respecta a su constitución, poseen un desplazador, una palanca y también un tubo encargado de la torsión. Su funcionamiento, por otra parte, está basado en el principio de Arquímedes, es decir, el peso del desplazador va a generar una fuerza sobre el tubo de torsión, pero cuando sube de nivel, dicho desplazador va a desplazar mucho más líquido, con lo cual éste va a ejercer, a su vez, un empuje sobre el desplazador, haciendo que se torne más liviano de lo que originalmente era. Lo que se genera con estas acciones es que el tubo de torsión pueda girar porque la torsión en sí ha disminuido. El giro, por su parte, se aprovecha cuando se acopla a la aguja, que es la indicadora directa del nivel. Otro instrumento de medición indirecta es el medidor que actúa por la presión hidrostática. Cuando se estudia el objetivo del proceso de presión, se tiene que deducir una determinada fórmula que establece que dicha presión, en cualquier sector debajo de la superficie de un líquido por ejemplo, va a depender solo de la profundidad del sector y del peso de dicho líquido. Esto recibe el nombre de presión hidrostática. Hay muchos medidores de nivel que operan mediante este principio, entre los cuales podemos destacar al manómetro, que es el instrumento más sencillo. Por último, cabe mencionarse otros métodos, como el de diafragma. Consiste en una caja que se puede sumergir en el líquido (cuando lo que se intenta medir es, obviamente, una sustancia líquida), junto con un capilar lleno de aire que sale de ella y llega hasta el instrumento en cuestión. MEDICION INDIRECTA En el momento en el que uno está determinando la proporción establecida entre la dimensión de un objeto y la unidad de medida, se está llevando a cabo el procedimiento de medición, siempre y cuando dicha dimensión y dicha unidad cuenten con una idéntica magnitud. Cuando se efectúa la medición nunca se está exento de que se generen errores en el análisis. Por otro lado, hay dos tipos de medidas: directas e indirectas, ambas susceptibles al surgimiento de errores. En el primer caso, una medida directa es que aquella que se produce con la disposición de un instrumento de medida que puede obtener el peso de la masa. Por esta razón, cuando se quiere efectuar una medición de la distancia que hay entre un punto “a” y un punto “b” se puede realizar de manera directa solo cuando disponemos de dicho instrumento. En segundo término, tenemos las medidas indirectas, que se realizan con instrumentos de medición indirecta, el tema que nos ocupa. La misma se produce cuando es imposible, desde ya, realizar una medición directa del peso, debido a que no poseemos la instrumentación necesaria como para realizarla. Esto debe a que el valor que se quiere medir es o bien demasiado grande o bien demasiado pequeño, e incluso porque surgen una serie de obstáculos de otra naturaleza que frenan el pesaje. Pero para contrarrestar estas limitaciones, el proceso indirecto lo que hace es medir una variable al tiempo que se puede calcular otra variable distinta que nos interese. Errores en la medición Asimismo, pueden producirse muchos errores en las medidas indirectas. Por ejemplo, cuando el cálculo se produce de forma indirecta a partir de otras mediciones ya conocidas que de por sí contaban con un margen de equivocación. Por ello, lo que hay que hacer es calcular el valor indirecto (o derivado) junto con el error que éste pueda llegar a tener. Por lo general, para llevar a cabo esto hay que emplear el diferencial total. Por otro lado, cuando se quieren transmitir errores de las magnitudes conocidas a aquellas que son calculadas indirectamente, se tiene que efectuar un proceso conocido con el nombre de “propagación de errores”. Para calcular el error que se produce en este tipo de medidas indirectas, hay que tener un profundo conocimiento de las ecuaciones, mediante las cuales se pueden calcular el valor de las medidas indirectas y a su vez, de los instrumentos de medición indirecta. Un ejemplo de esto es el cálculo diferencial que se obtiene de los errores de cada una de las variables. Instrumento de medición Las reglas son los instrumentos de medición más populares. En física, química e ingeniería, un instrumento de medición es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicas mediante un proceso demedición. Como unidades de medida se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estándares o patrones y de la medición resulta un número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta conversión. Dos características importantes de un instrumento de medida son la precisión y la sensibilidad. Tipos Se utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo mediciones de las diferentes magnitudes físicas que existen. Desde objetos sencillos comoreglas y cronómetros hasta microscopios electrónicos y aceleradores de partículas. A continuación se indican algunos instrumentos de medición existentes en función de la magnitud que miden. Para medir masa: balanza báscula espectrómetro de masa catarómetro Para medir tiempo: Para medir propiedades eléctricas: calendario cronómetro reloj reloj atómico datación radiométrica Para medir longitud: Cinta métrica Regla graduada Calibre vernier micrómetro reloj comparador interferómetro odómetro Para medir ángulos: Para medir volúmenes goniómetro sextante transportador Para medir temperatura: termómetro termopar pirómetro Para medir presión: barómetro manómetro tubo de Pitot (utilizado para determinar la velocidad) Para medir velocidad: Pipeta Probeta Bureta Matraz aforado Para medir otras magnitudes: electrómetro (mide la carga) amperímetro (mide la corriente eléctrica) galvanómetro (mide la corriente) óhmetro (mide la resistencia) voltímetro (mide la tensión) vatímetro (mide la potencia eléctrica) multímetro (mide todos los anteriores valores) puente de Wheatstone osciloscopio Caudalímetro (utilizado para medir caudal) Colorímetro Espectroscopio Microscopio Espectrómetro Contador geiger Radiómetro de Nichols Sismógrafo pHmetro (mide el pH) Pirheliómetro Luxómetro (mide el nivel de iluminación) Sonómetro (mide niveles de presión sonora) tubo de Pitot (utilizado para determinar la velocidad) velocímetro anemómetro (Para medir la velocidad del viento) tacómetro (Para medir velocidad de giro de un eje) FUENTES DE CONSULTA: http://www.basculasbalanzas.com/instrumen tos-de-medicion/medicion-directa-eindirecta.html http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de _medici%C3%B3n