FÍSICA

SISTEMA INTERNACIONAL Y MEDICIÓN DE LONGITUDES

Observemos el siguiente mapa conceptual de las ciencias de la medida y analicemos muy bien cada concepto:

Sistema: Un sistema es un conjunto de partes o elementos organizadas y relacionadas que interactúan entre sí para lograr un objetivo.

Sistema de referencia: conjunto de coordenadas espacio-tiempo que se requiere para poder determinar la posición de un punto en el espacio. Un sistema de referencia puede estar situado en el ojo de un observador. El ojo puede estar parado o en movimiento.

Sistema Internacional de Unidades (SI): también denominado Sistema Internacional de Medidas, es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa en todos los países y es la forma actual del sistema métrico decimal.

El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas. Son las unidades utilizadas para expresar las magnitudes físicas definidas como Magnitudes básicas o fundamentales, a partir de las cuales se definen las demás:

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’, por ejemplo, \(1\ mA\) es \(0,001\ A\)

Magnitudes derivadas: se obtienen de las magnitudes básicas, por medio de ecuaciones matemáticas.

Ejemplos de unidades derivadas:

• Unidad de volumen o metro cúbico,\(m^3\), resultado de combinar tres veces la longitud, una de las magnitudes básicas, también se mide en \(cm^3\) en \(mL\) en \(L\). Internacionalmente \(1\ mL\) equivale a \(1\ cm^3\).
• Unidad de densidad o cantidad de masa por unidad de volumen, resultado de combinar la masa (magnitud básica) con el volumen (magnitud derivada).
• Unidad de fuerza, magnitud que se define a partir de la segunda ley de Newton (fuerza=masa × aceleración, \(F\ =\ m \times a\)). La masa es una de las magnitudes básicas pero la aceleración es derivada. Por tanto, la unidad resultante \(\left(\frac{k \times g \times m}{s^2}\right)\) es derivada denominada Newton \(\left(N\right)\).
• Unidad de energía , que por definición es la energía necesaria para mover un objeto una distancia de un metro aplicándole una fuerza de \(1\) Newton, es decir fuerza por distancia. Su nombre es el julio (unidad) (joule en inglés) y su símbolo es \(J\).
• Superficie, la velocidad, la aceleración, etc.

Tabla de múltiplos y submúltiplos

EJEMPLO 1: Calcular cuántos \(mm\) equivalen \(20\ km\).

Podemos pasar primero los \(20\ km\) a metros por ser la unidad básica internacional para medir longitud. Por medio de la tabla de prefijos podemos multiplicar el valor del prefijo "kilo" por \(20\) para pasarlo a \(metros\) o podemos hacerlo por medio de una regla de tres para ver cómo se cancelan las unidades de \(km\).

\(1\ km \Longrightarrow 1000\ m\)

\(20\ km \Longrightarrow \ X\)

\(X\) equivale al valor en \(m\) así:

\(X\ =\ \frac{20\ km \times 1000\ m}{1\ km}\)

\(X\ =\ \frac{20\ 000\ m}{1}\)

\(X\ =\ 20\ 000\ m\)

Ahora que tenemos el valor en metros lo pasamos a milímetros. El prefijo "mili" equivale a \(10^{-3}\) por tanto:

\(20\ 000\ m \ son\ 20\ 000 \div 10^{-3} mm\)

\(20\ 000\ 000\ mm\)

\(20\ km\) equivalen a \(20\ 000\ 000\ mm\)

EJEMPLO 2: Convertir \(3\ ygr\) a \(gr\)

El prefijo "yotto" equivale a \(10^{-24}\) por tanto \(3\ ygr\) son \(3 \times 10^{-24}\ gr\)

Intrumentos de Medida:

Se utilizan en los procesos de medición de las magnitudes físicas. Las características importantes de un instrumento de medida son:

Precisión: es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.

Exactitud: es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real.

Apreciación: es la medida más pequeña que es perceptible en un instrumento de medida.

Sensibilidad: es la relación de desplazamiento entre el indicador de la medida y la medida real

El cuadro siguiente describe un instrumento que permite medir cada magnitud fundamental y derivada:

PREGUNTA: ¿Cuáles de las siguientes magnitudes corresponden a magnitudes básicas o fundamentales?