Fisica General Burbano

16 FÍSICA. MAGNITUDES FÍSICAS. SISTEMAS DE UNIDADES. ERRORES EN LAS MEDIDAS
UNIDADES FUNDAMENTALES EN EL SI
Magnitud física Unidad Abreviatura
Longitud
Masa
Tiempo
Corriente eléctrica
Temperatura
Intensidad luminosa
Cantidad de sustancia
Metro
Kilogramo
Segundo
Amperio
Kelvin
Candela
Mol
el vacío e 0
= 1/4p. SISTEMA GIORGI ELÉCTRICO; sus unidades simples son el metro de longitud, el kilogramo
de masa, el segundo de tiempo y el amperio de intensidad.
SISTEMA INTERNACIONAL (SI): sus unidades simples son el metro de longitud, el kilogramo de
masa, el segundo de tiempo, el amperio de intensidad, el kelvin de temperatura, la candela de intensidad
luminosa y el mol de cantidad de sustancia. Como vemos es el sistema GIORGI AMPLIADO,
cuya extensión debe hacerse a todo tipo de aplicación Científica o Técnica, es el que fundamentalmente
adoptaremos en este libro. En este sistema se distingue entre MASA, «como coeficiente característico
de cada partícula o cuerpo, que determina su comportamiento cuando interactúa con otras
partículas», y la magnitud CANTIDAD DE SUSTANCIA que nos define «la cantidad de elementos o composiciones
químicas que llevan los cuerpos»; esta magnitud es diferente de la masa y evidencia que
la antigua definición de masa como cantidad de materia es errónea.
Se define el MOL como: «la cantidad de sustancia de un sistema que contiene
m
kg
s
A
K
cd
mol
tantas entidades elementales (átomos, moléculas, iones...) como átomos de carbono
hay en 0.012 kilogramos de Carbono 12». Su símbolo es «mol». Como
veremos en el capítulo XII y en consecuencia, el valor de 1 u (UNIDAD UNIFICADA
DE MASA ATÓMICA), será, teniendo en cuenta que 1 u es «la doceava parte de la
masa de un átomo del isótopo 12 del Carbono» y que «0,012 kg de Carbono 12
contiene 6,022 × 10 23 átomos/mol (NÚMERO DE AVOGADRO): 1 u=0,012/12 ×
× 6,022 × 10 23 = 1,660 6 × 10 –27 kg».
Así por ejemplo sabemos que un mol de hidrógeno contiene dos gramos de
hidrógeno, uno de oxígeno contiene 32 gramos de oxígeno, uno de agua
18 gramos de agua... Luego iguales cantidades de sustancia (un mol) contienen
generalmente diferentes masas; diferencia evidente entre masa y sustancia. En
una reacción química pueden variar el número de moles sin cambiar la masa.
También es importante la medición del sistema ABSOLUTO INGLÉS, utilizado en los países de habla
inglesa, en los que se eligen como unidades simples: el pie de longitud, la libra de masa, el segundo
de tiempo, y el amperio de intensidad de corriente.
Expresamos a continuación, algunas unidades distintas a las ya definidas, que son normalmente
utilizadas en los distintos medios de trabajo; dando su equivalencia en el SI:
MASA
1 gramo (g)
1 tonelada métrica (t)
1 libra-masa (lbm)
1 slug
1 ton, long (2 240 lb)
1 ton, short (2 000 lb)
1 unidad de masa atómica (u)
1 unidad técnica de masa (utm)
1 año (a)
1 día (d)
1 hora (h)
1 minuto (min)
TIEMPO
= 10 –3 kg
= 10 3 kg
= 0,453 6 kg
= 14,59 kg
= 1 016 kg
= 907,2 kg
= 1,661 × 10 –27 kg
= 9,806 kg
= 3,156 × 10 7 s
= 84 400 s
= 3 600 s
= 60 s
1 micra (µ)
1 milimicra (mµ)
1 angström (Å)
1 unidad X (uX)
1 fermi (fm)
1 año luz
1 parsec (pc)
1 milla* (mile)
1 pie (ft)
1 pulgada (in)
1 yarda (yd)**
LONGITUD
= 10 –6 m
= 10 –9 m
= 10 –10 m
= 10 –13 m
= 10 –15 m
= 9,65 × 10 15 m
= 3,07 × 10 16 m
= 1 609 m
= 0,304 8 m
= 2,54 × 10 –2 m
= 0,914 4 m
INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA
1 UEEI = 3,336 × 10 –10 A
** Esta es la milla terrestre. La milla marina equivale a 1 852 m.
** Definida como unidad básica de longitud para todos los países anglosajones en 1854, como la distancia existente
entre dos líneas trazadas sobre dos botones de oro fijos sobre una barra de platino que se conserva en Londres
(1 yd = 3 ft).
I – 13. Magnitudes derivadas. Medidas indirectas
Una MAGNITUD es DERIVADA cuando queda terminantemente definida empleando magnitudes
simples. Ejemplo: al decir que un automóvil lleva una velocidad de 60 kilómetros por hora, nombramos
una cantidad que corresponde a una magnitud derivada o compuesta, ya que en su determinación
necesitamos la medida de una longitud (por medio de los pilotes que nos señalan distancias
en la carretera, por ejemplo) y de un tiempo (por medio de un reloj o un cronómetro), la
velocidad es una magnitud derivada.
Las magnitudes fundamentales o simples, son elegidas convencionalmente, las demás tendrán
que depender de ellas; por tanto, el que una magnitud sea simple o derivada será arbitrario. Ya hemos
indicado que en el CGS y SI la masa es fundamental, y derivada en el sistema TÉCNICO.
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