Las Unidades de Medidas
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INTRODUCCIÓN
Desde la antigüedad medir ha sido una necesidad vital para el ser humano, sabes ¿cómo surgió la idea de medir?, la medida surge debido a necesidades reales tales como determinar la distancia a la que se encontraba una laguna, el tiempo que faltaba para recolectar la cosecha de maíz o la extensión de la granja.
La medición es la técnica por medio de la cual asignamos un número a una propiedad física, como resultado de una comparación de dicha propiedad con otra similar tomada como patrón, la cual se ha adoptado como unidad. Supongamos una habitación cuyo suelo está cubierto de baldosas, tal como se ve en la figura, tomando una baldosa como unidad, y contando el número de baldosas medimos la superficie de la habitación, 30 baldosas. En la figura inferior, la medida de la misma superficie da una cantidad diferente 15 baldosas.
La medida de una misma magnitud física (una superficie) da lugar a dos cantidades distintas debido a que se han empleado distintas unidades de medida.
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, pero en este trabajo estaremos solo enfocándonos en los más comunes, el Sistema Métrico Decimal, el Sistema Métrico Inglés y el Sistema Métrico Internacional.
UNIDADES DE MEDIDAS
Una unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física. En general, una unidad de medida toma su valor a partir de un patrón o de una composición de otras unidades definidas previamente. Las primeras unidades se conocen como unidades básicas o de base (fundamentales), mientras que las segundas se llaman unidades derivadas. Un conjunto de unidades de medida en el que ninguna magnitud tenga más de una unidad asociada es denominado sistema de unidades.
Todas las unidades denotan cantidades escalares. En el caso de las magnitudes vectoriales, se interpreta que cada uno de los componentes está expresado en la unidad indicada.
Características de las unidades de medida
Primero aclaro que al patrón suele unidad de medida.
- Deben ser inalterables: no cambia con el tiempo ni depende de quién realice la medida.
- Deben ser universales: que se use en todos los países; e ahí que se estableció un sistema de medidas universal (Sistema Internacional de Unidades).
- Debe ser fácilmente reproducible, es decir, que se pueda multiplicar, submultiplicar.
Para entender esto primero tienes que saber qué es una magnitud y qué es un patrón de medida, en caso de que no tengas la información, acá te dejo el significado.Una magnitud es todo aquello que se puede medir (masa, peso, longitud, etc.), a cada una le corresponde una unidad (unidades de medida).
Un patrón de medidas es el hecho aislado y conocido que sirve como fundamento para crear una unidad de medida (metro, litro, etc). Nunca varían su valor. Aunque han ido evolucionando, porque los anteriores establecidos eran variables (pie, codo, etc.) y, se establecieron otros diferentes considerados invariables.
SISTEMA MÉTRICO DECIMAL
El Sistema Métrico Decimal es un sistema de unidades en el cual los múltiplos y submúltiplos de cada unidad de medida están relacionadas entre sí por múltiplos o submúltiplos de 10.En el pasado cada país y en algunos casos cada región seguían unidades de medidas diferentes, esta diversidad dificultó las relaciones comerciales entre los pueblos. Para acabar con esas dificultades en 1792 la Academia de Ciencias de París propuso el Sistema Métrico Decimal.
Progresivamente fue adoptado por todos los países, a excepción de los de habla inglesa, que se rigen por el Sistema Inglés o Sistema Imperial Británico.En España su empleo es oficial desde 1849, aunque sobre todo en el ámbito agrario ha coexistido con las medidas tradicionales.
Éste sistema de medición fue implantado por la Primera Conferencia General de Pesos y Medidas en 1889 y se establecieron distintos nombres para la medición de cada unidad de medida.
Así quedó establecido lo siguiente:
- Como unidad de medida de longitudes se adoptó el metro
- Como unidad de medida de masas se adoptó el kilogramo
- Como unidad de medida de capacidades se adoptó el litro
El Sistema Métrico Decimal es un sistema de unidades en el cual los múltiplos y submúltiplos de una unidad de medida están relacionadas entre sí por múltiplos o submúltiplos de 10.La unidad de las medidas de longitud es el metro (m).
Los múltiplos del metro se forman anteponiendo a la palabra metro, los prefijos griegosDeca, Hecto y Kilo, que significan diez, cien y mil, respectivamente.
Los submúltipos del metro se forman anteponiendo los prefijos griegosdeci, centi y mili, que significan décima, centésima y milésima parte, respectivamente.
Los múltiplos y submúltiplos del metro aumentan y disminuyen de diez en diez, y son:
- Kilómetro (Km)
- Hectómetro (Hm)
- Decámetro (Dm)
- metro (m)
- decímetro (dm)
- centímetro (cm)
- milímetro (mm)
Las unidades de tiempo no son del Sistema Métrico Decimal, ya que están relacionadas entre sí por múltiplos o submúltiplos de 60. El tiempo es una magnitud del Sistema Sexagesimal.
La conversión de unidades en el sistema métrico
La transformación de Unidades, consiste el proceso en el cual, dada unamedida de una magnitud, con una unidad determinada, expresarla en otraunidad de la misma magnitud.
Esta conversión se basa en la multiplicación y división por la unidad seguida de ceros (potencias de diez) que consiste en “correr” la coma a derecha o izquierda, según se multiplique o divida, tantos lugares como ceros sigan a la unidad. Multiplicamos si no movemos en el cartel de posición en sentido decreciente, es decir, de una unidad mayor a otra menor. Dividimos si nos movemos en sentido creciente, es decir, de una unidad menor a otra mayor. El número de ceros que siguen a la unidad es dado por el número de posiciones que hay que pasar desde la unidad dada a la unidad pedida.
No es posible trasformar m2acm, porque son unidades de dos magnitudesdiferentes. Para hacerlo tienen que ser dos unidades de la misma magnitud
EJEMPLO:
Convertir 75 m a cm.
Veamos el cartel de posición:
| km. | hm. | dam | m | dm | cm | mm |
| 1000 | 100 | 10 | 1 | 0,1 | 0,01 | 0,001 |
Dos metros a centímetros nos movemos en sentido decreciente, luego, multiplicamos por la unidad seguida de dos ceros porque hay dos “pasos” de m a cm, así:
75 m = 75 . 100 cm
= 7500 cm
SISTEMÁ MÉTRICO INGLÉS
Al sistema de medición inglés de unidades se lo conoce también con el nombre de sistema imperial. Se trata de la unión de todas las unidades no métricas que en la actualidad son empleadas en Estados Unidos y otros países que tienen como idioma principal el inglés, como el caso, por supuesto, de Inglaterra. Sin embargo, entre ambos países existe una serie de diferencias en las unidades, así como también existen numerosas discrepancias entre los sistemas que se emplean en la actualidad con los que se utilizaban en otras épocas.
En cuanto a las características generales de este sistema de medición inglés podemos mencionar que tiene como origen la evolución que se produjo de todas las unidades locales que con el correr del tiempo se fueron perfeccionando. Asimismo, el sistema es un derivado del conjunto de aproximaciones que se han venido haciendo en Inglaterra, en especial en cuanto a la estandarización de los métodos y las técnicas.Pero como origen o influencia absoluta de estos sistemas tenemos que mencionar a las unidades que se utilizaban en la Roma antigua. Sin embargo, con el correr de los años, este sistema fue reemplazado de manea paulatina por otro mucho más abarcativo: el Sistema Internacional de Unidades. A pesar de esto, dos factores esenciales fueron los que produjeron una fuerte resistencia al cambio de método: la inercia del sistema primigenio y el costo sumamente elevado de la migración.
Si se busca convertir medidas del sistema métrico a las del sistema inglés, se hace una división.
Esas medidas se llaman inglesas y tienen nombres y valores distintos de los que nosotros usamos. Las unidades del sistema inglés de medidas de longitud son: la milla (mi), la yarda (yd), el pie (ft) y la pulgada (in).La milla equivale a 1 609 m; la yarda, a 0.914 m; el pie, a 0.305 m y a 30.5 cm; la pulgada equivale a 0.0254 m, 2.54 cm y 25.4 mm.
Si se busca convertir medidas del sistema métrico a las del sistema inglés, se hace una división.
Este sistema de medidas se estableció en Francia con el fin de solventar los dos grandes inconvenientes que presentaban las antiguas medidas:
- Unidades con el mismo nombre variaban de una provincia a otra
- Las subdivisiones de las diferentes medidas no eran decimales, lo cual representaba grandes complicaciones para el cálculo.
Se trataba de crear un sistema simple y único de medidas que pudiese reproducirse con exactitud en cualquier momento y en cualquier lugar, con medios disponibles para cualquier persona.En 1795 se instituyó en Francia el Sistema Métrico Decimal. En España fue declarado obligatorio en 1849.El Sistema Métrico se basa en la unidad “el metro” con múltiplos y submúltiplos decimales. Del metro se deriva el metro cuadrado, el metro cúbico, y el kilogramo que era la masa de un decímetro cúbico de agua.
En aquella época la astronomía y la geodesia eran ciencias que habían adquirido un notable desarrollo. Se habían realizado mediciones de la longitud del arco del meridiano terrestre en varios lugares de la Tierra. Finalmente, la definición de metro fue elegida como la diezmillonésima parte de la longitud de un cuarto del meridiano terrestre. Sabiendo que el radio de la Tierra es 6.37·106 m
2π·6.37·106/(4·10·106)=1.0006 m
Como la longitud del meridiano no era práctica para el uso diario. Se fabricó una barra de platino, que representaba la nueva unidad de medida, y se puso bajo la custodia de los Archives de France, junto a la unidad representativa del kilogramo, también fabricado en platino. Copias de del metro y del kilogramo se distribuyeron por muchos países que adoptaron el Sistema Métrico.
La definición de metro en términos de una pieza única de metal no era satisfactoria, ya que su estabilidad no podía garantizase a lo largo de los años, por mucho cuidado que se tuviese en su conservación.
A finales del siglo XIX se produjo un notable avance en la identificación de las líneas espectrales de los átomos. A. A. Michelson utilizó su famoso interferómetro para comparar la longitud de onda de la línea roja del cadmio con el metro. Esta línea se usó para definir la unidad denominada angstrom.
En 1960, la XI Conférence Générale des Poids et Mesures abolió la antigua definición de metro y la reemplazó por la siguiente:
El metro es la longitud igual a 1,650,763.73 longitudes de onda en el vacío de la radiación correspondiente a la transición entre los niveles 2p10 y 2d5 del átomo de kriptón 86.
Este largo número se eligió de modo que el nuevo metro tuviese la misma longitud que el antiguo.
La velocidad de la luz en el vacío c es una constante muy importante en física, y que se ha medido desde hace mucho tiempo de forma directa, por distintos procedimientos. Midiendo la frecuencia f y la longitud de onda λ de alguna radiación de alta frecuencia y utilizando la relación c=λ·f se determina la velocidad de la luz c de forma indirecta con mucha exactitud.
El valor obtenido en 1972, midiendo la frecuencia y la longitud de onda de una radiación infrarroja, fue c=299,792,458 m/s con un error de ±1.2 m/s, es decir, cuatro partes en 109.
La XVII Conférence Générale des Poids et Mesures del 20 de Octubre de 1983, abolió la antigua definición de metro y promulgó la nueva:
El metro es la longitud de trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo.La nueva definición de metro en vez de estar basada en un único objeto (la barra de platino) o en una única fuente de luz, está abierta a cualquier otra radiación cuya frecuencia sea conocida con suficiente exactitud.
La velocidad de la luz queda convencionalmente fijada y exactamente igual a 299 792 458 m/s debida a la definición convencional del término m (el metro) en su expresión.
La elección de las magnitudes básicas es una cuestión de conveniencia y de simplicidad en la definición de las magnitudes derivadas.
EJEMPLO:
Por ejemplo de kilómetros a millas: 3.218 km = 3.218 ÷ 1.609 = 2 millas.Si se quiere convertir medidas del sistema inglés al sistema métrico, se multiplica.
Por ejemplo, de millas a kilómetros:2 millas = 2 x 1.609 = 3.218 km.
SISTEMA MÉTRICO INTERNACIONAL
El Sistema Internacional de Unidades, también denominado Sistema Internacional de Medidas, es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa en casi todos los países.Es el heredero del antiguo Sistema Métrico Decimal y es por ello por lo que también se lo conoce como sistema métrico, especialmente en las personas de más edad y en pocas naciones donde aún no se ha implantado para uso cotidiano.
Se instauró en 1960, a partir de la Conferencia General de Pesos y Medidas, durante la cual inicialmente se reconocieron seis unidades físicas básicas. En 1971 se añadió la séptima unidad básica: el mol.Una de las características trascendentales, que constituye la gran ventaja del Sistema Internacional, es que sus unidades se basan en fenómenos físicos fundamentales. Excepción única es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, definida como la masa del prototipo internacional del kilogramo, un cilindro de platino e iridio almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas.Las unidades del SI constituyen referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medición, a las cuales están referidas mediante una concatenación interrumpida de calibraciones o comparaciones.
Esto permite lograr equivalencia de las medidas realizadas con instrumentos similares, utilizados y calibrados en lugares distantes y, por ende, asegurar -sin necesidad de duplicación de ensayos y mediciones- el cumplimiento de las características de los productos que son objeto de transacciones en el comercio internacional, su intercambiabilidad.
Entre los años 2006 y 2009 el SI se unificó con la norma ISO 31 para instaurar el Sistema Internacional de Magnitudes (ISO/IEC 80000, con las siglas ISQ). Una de las principales características, que constituye la gran ventaja del SI, es que sus unidades están basadas en fenómenos físicos fundamentales.La única excepción es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, que está definida como “la masa del prototipo internacional del kilogramo” o aquel cilindro de platino e iridio almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. Las unidades del SI son la referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medida y a las que están referidas a través de una cadena ininterrumpida de calibraciones o comparaciones. Esto permite alcanzar la equivalencia de las medidas realizadas por instrumentos similares, utilizados y calibrados en lugares apartados y por ende asegurar, sin la necesidad de ensayos y mediciones duplicadas, el cumplimiento de las características de los objetos que circulan en el comercio internacional
El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas. Son las que se utilizan para expresar las magnitudes físicas consideradas básicas a partir de las cuales se determinan las demás:
- Longitud
- Símbolo dimensional: L
- Unidad básica: metro
- Símbolo de la unidad: m
- Observaciones: se define fijando el valor de la velocidad de la luz en el vacio.
- Tiempo
- Símbolo dimensional: T
- Unidad básica: segundo
- Símbolo de la unidad: s
- Observaciones: se define fijando el valor de la frecuencia de la transición hiperfina del átomo de cesio.
- Masa
- Símbolo dimensional: M
- Unidad básica: kilogramo
- Símbolo de la unidad: kg
- Observaciones: Es la masa del «cilindro patrón» custodiado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, en Sèvres, Francia. Equivale a la masa que ocupa un litro de agua pura a 14’5 °C o 286’75 K.
- Intensidad de Corriente eléctrica
- Símbolo dimensional: I
- Unidad básica: amperio
- Símbolo de la unidad: A
- Observaciones: Se define fijando el valor de constante magnética.
- Temperatura
- Símbolo dimensional: Θ
- Unidad básica: kelvin
- Símbolo de la unidad: K
- Observaciones: Se define fijando el valor de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
- Cantidad de sustancia
- Símbolo dimensional: N
- Unidad básica: mol
- Símbolo de la unidad: mol
- Observaciones: Se define fijando el valor de la masa molar del átomo de 12C a 12 gramos/mol.
- Intensidad luminosa
- Símbolo dimensional: J
- Unidad básica: candela
- Símbolo de la unidad: cd
- Observaciones: lumen, lux e iluminación física.
De las unidades básicas existen múltiplos y submúltiplos, que se expresan mediante prefijos. Así, por ejemplo, la expresión «kilo» indica ‘mil’. Por lo tanto, 1 km equivale a 1000 m, del mismo modo que «mili» significa ‘milésima’ (parte de). Por ejemplo, 1 mA es 0,001 A.
CONCLUSIÓN
Las unidades les dan sentido a la información numérica. De la misma forma en que a fines del año 2001 los países que integran la Comunidad Europea cambiaron a una sola unidad de moneda, el Euro, durante años se han realizado muchos intentos para lograr que el mundo cambie a un sistema único de unidades de medida.
Estos sistemas han recibido numerosos aportes que le han permitido evolucionar y convertirse en un sistema inequívoco y coherente. Cuando se implementa correctamente, designa las cantidades físicas en términos claros y bien definidos. Cada una de las unidades se abrevia en forma única de manera de no generar dudas: una letra mayúscula o minúscula representa una, y sólo una, cantidad o múltiplo.
Citar este texto en formato APA: _______. (2014). WEBSCOLAR. Las Unidades de Medidas. https://www.webscolar.com/las-unidades-de-medidas. Fecha de consulta: 21 de noviembre de 2024.
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