Mecanica de Materiales - 7ma.Ed_James

948 apéndice A Sistemas de unidades y factores de conversión
Este valor se debe emplear en condiciones estándar de elevación y latitud (a nivel del
mar a una latitud de aproximadamente 45°). El valor recomendado de g para fines de
ingeniería ordinarios sobre o cerca de la superficie de la Tierra es
g 9.81 m/s 2 (A.6)
Por tanto, un cuerpo con una masa de un kilogramo tiene un peso de 9.81 newtons.
La presión atmosférica varía considerablemente con las condiciones climáticas,
el lugar, la altitud y otros factores. En consecuencia, se ha definido un valor
internacional estándar para la presión en la superficie de la Tierra:
1 atmósfera estándar = 101.325 kilopascales (A.7)
El valor simplificado siguiente se recomienda para el trabajo de ingeniería ordinario:
1 atmósfera estándar = 101 kPa (A.8)
Por supuesto, los valores dados en las ecuaciones (A.7) y (A.8) deben emplearse
en los cálculos y no representan la presión ambiental real en una localidad dada
cualquiera.
Un concepto básico en mecánica es el momento o par de torsión, especialmente
el momento de una fuerza y el momento de un par de torsión. El momento se
expresa en unidades de fuerza por longitud, o newton metro (N∙m). Otros conceptos
importantes en mecánica son trabajo y energía, que se expresan en joules, una
unidad derivada que tiene las mismas unidades (newton metro) que la unidad de momento.
Sin embargo, el momento es una cantidad claramente diferente del trabajo o
la energía, y el joule nunca se debe emplear para momentos o pares de torsión.
La frecuencia se mide en unidades de hertz (Hz), una unidad derivada igual al
recíproco del segundo (1/s o s –1 ). El hertz se define como la frecuencia de un fenómeno
periódico para el cual el periodo es un segundo; entonces, es equivalente a un
ciclo por segundo (cps) o una revolución por segundo (rev/s). Se usa comúnmente
para las vibraciones mecánicas, ondas sonoras y ondas electromagnéticas, y en ocasiones
se emplea para la frecuencia rotacional en vez de las unidades tradicionales
de revolución por minuto (rpm) y revolución por segundo (rev/s). *
Otras dos unidades derivadas que tienen nombres especiales en SI son el watt
(W) y el pascal (Pa). El watt es la unidad de potencia, que es trabajo por unidad
de tiempo, y un watt es igual a un joule por segundo (J/s) o un newton metro por
segundo (N∙m/s). El pascal es la unidad de presión y esfuerzo, o fuerza por unidad
de área, y es igual a un newton por metro cuadrado (N/m 2 ). **
El litro no es una unidad SI aceptada, no obstante se usa tan comúnmente que
no se puede descartar fácilmente. Por tanto, el SI permite su uso en condiciones limitadas
para la capacidad volumétrica, medición seca y medición líquida. Los símbolos
que se permiten son L y l para litro en el SI, pero en Estados Unidos sólo se permite
el uso de L (para evitar confusión con el número 1). Los únicos prefijos permitidos
con el litro son mili y micro.
Las cargas sobre estructuras, debidas a la gravedad o a otras acciones, usualmente
se expresan en unidades de fuerza como newtons, newtons por metro o pascales
(newtons por metro cuadrado). Ejemplos de cargas son una carga concentrada de
25 kN que actúa sobre un eje, una carga distribuida uniformemente con intensidad
* Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) fue un físico alemán que descubrió las ondas electromagnéticas
y demostró que las ondas de luz y las ondas electromagnéticas son idénticas.
** James Watt (1736-1819) fue un inventor e ingeniero escocés que desarrolló un motor de vapor
práctico y descubrió la composición del agua. Watt también propuso el término “caballo de potencia.”
Blaise Pascal (1623-1662) fue un matemático y filósofo francés. Inventó la teoría de la probabilidad,
construyó la primera máquina calculadora y demostró experimentalmente que la presión
atmosférica varía con la altitud.