lunes, 9 de febrero de 2009

SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS


El Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI del francés: Le Système International d'Unités), también denominado Sistema Internacional de Medidas, es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa en la mayoría de los países y es la forma actual del sistema métrico decimal. El SI también es conocido como «sistema métrico», especialmente en las naciones en las que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesos y Medidas, que inicialmente definió seis unidades físicas básicas. En 1971 se añadió la séptima unidad básica, el mol.


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 y su intercambiabilidad.


UNIDADES BASICAS


El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas (este es el nombre dado en la norma, aunque a veces también se las denomina inapropiadamente «unidades fundamentales»). Son las unidades utilizadas para expresar las magnitudes físicas definidas como básicas, 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’ y, por ejemplo, 1 mA es 0,001 A.

DEFINICIONES DE LAS UNIDADES BASICAS


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


Con esta denominación se hace referencia a las unidades utilizadas para expresar magnitudes físicas que son resultado de combinar magnitudes físicas tomadas como básicas.


El concepto no debe confundirse con los múltiplos y submúltiplos, los que son utilizados tanto en las unidades básicas 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 básica, 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 básicas.Unidad de densidad o cantidad de masa por unidad de volumen, resultado de combinar la masa (magnitud básica) con el volumen (magnitud derivada). Se expresa en kilogramos por metro cúbico y no tiene nombre especial.


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 básicas pero la aceleración es derivada. Por tanto, la unidad resultante (kg • m • s-2) es derivada. Esta unidad derivada tiene nombre especial, newton.


Unidad de energía, que 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 julio (unidad) (joule en inglés) y su símbolo es J. Por tanto, J=N • m.


En cualquier caso, siempre es posible establecer una relación entre las unidades derivadas y las básicas mediante las correspondientes ecuaciones dimensionales.

SISTEMA INGLES

Antigua Weights and Measures office en Middlesex (Inglaterra).El sistema inglés, o sistema imperial de unidades es el conjunto de las unidades no métricas que se utilizan actualmente en muchos territorios de habla inglesa (como en Estados Unidos de América). Pero existen discrepancias entre los sistemas de Estados Unidos e Inglaterra, e incluso sobre la diferencia de valores entre otros tiempos y ahora.

Este sistema se deriva de la evolución de las unidades locales a través de los siglos, y de los intentos de estandarización en Inglaterra. Las unidades mismas tienen sus orígenes en la antigua Roma. Hoy en día, estas unidades están siendo lentamente reemplazadas por el Sistema Internacional de Unidades, aunque en Estados Unidos la inercia del antiguo sistema y el alto costo de migración ha impedido en gran medida el cambio.

UNIDADES DE LONGITUD

El sistema para medir longitudes en los Estados Unidos se basa en la pulgada, el pie, la yarda y la milla. Cada una de estas unidades tiene dos definiciones ligeramente distintas, lo que ocasiona que existan dos diferentes sistemas de medición.

Una pulgada de medida internacional mide exactamente 25,4 mm (por definición), mientras que una pulgada de agrimensor de EE. UU. se define para que 39,37 pulgadas sean exactamente un metro. Para la mayoría de las aplicaciones, la diferencia es insignificante (aproximadamente 3 mm por cada milla). La medida internacional se utiliza en la mayoría de las aplicaciones (incluyendo ingeniería y comercio), mientras que la de examinación es solamente para agrimensura.

La medida internacional utiliza la misma definición de las unidades que se emplean en el Reino Unido y otros países del Commonwealth. Las medidas de agrimensura utilizan una definición más antigua que se usó antes de que los Estados Unidos adoptaran la medida internacional.

1 Mil = 25,4 µm (micrómetros)
1 Pulgada (in) = 1.000 miles = 2,54 cm
1 Pie (ft) = 12 in = 30,48 cm
1 Yarda (yd) = 3 ft = 36 in = 91,44 cm
1 Rod (rd) = 5,5 yd = 16,5 ft = 198 in = 5,0292 m
1 Cadena (ch) = 4 rd = 22 yd = 66 ft = 792 in = 20,1168 m
1 Furlong (fur) = 10 ch = 40 rd = 220 yd = 660 ft = 7.920 in = 201,168 m
1 Milla (mi) = 8 fur = 80 ch = 320 rd = 1.760 yd = 5.280 ft = 63.360 in = 1.609,344 m = 1,609347 km (agricultura)
1 Legua = 3 mi = 24 fur = 240 ch = 960 rd = 5.280 yd = 15.840 ft = 190.080 in = 4.828,032 m

A veces, con fines de agrimensura, se utilizan las unidades conocidas como Las medidas de cadena de Gunther (o medidas de cadena del agrimensor). Estas unidades se definen a continuación:

1 Link (li) = 7,92 in = 0,00
1 fur = 201,168 mm
1 Chain (ch) = 100 li = 66 ft = 20,117 mPara medir profundidades del mar, se utilizan los fathoms (braza)
1 Braza = 6 ft = 72 in = 1,8288 m

Unidades de superficieLas unidades de superficie en EE.UU. se basan en la yarda cuadrada (sq yd o yd²).

1 pulgada cuadrada (sq in o in²) = 6,4516 cm²
1 pie cuadrado (sq ft o ft²) = 144 in² = 929,0304 cm²
1 yarda cuadrada (sq yd o yd²) = 9 ft² = 1.296 in² = 0,83612736 m²
1 rod cuadrado (sq rd o rd²) = 30,25 yd² = 272,25 ft² = 39.204 in² = 25,29285264 m²
1 rood = 40 rd² = 1.210 yd² = 10.890 ft² = 1.568.160 in² = 1.011,7141056 m²
1 acre (ac) = 4 roods = 160 rd² = 4.840 yd² = 43.560 ft² = 6.272.640 in² = 4.046,8564224 m²
1 homestead = 160 ac = 640 roods = 25.600 rd² = 774.400 yd² = 6.969.600 ft² = 1.003.622.400 in² = 647.497,027584 m²
1 milla cuadrada (sq mi o mi²) = 4 homesteads = 640 ac = 2.560 roods = 102.400 rd² = 3.097.600 yd² = 27.878.400 ft² = 4.014.489.600 in² = 2,589988110336 km²
1 legua cuadrada = 9 mi² = 36 homesteads = 5.760 ac = 23.040 roods = 921.600 rd² = 27.878.400 yd² = 250.905.600 ft² = 36.130.406.400 in² = 23,309892993024 km²

UNIDADES DE VOLUMEN

La pulgada cúbica, pie cúbico y yarda cúbicos se utilizan comúnmente para medir el volumen. Además existe un grupo de unidades para medir volúmenes de líquidos y otro para medir materiales áridos.

Además del pie cúbico, la pulgada cúbica y la yarda cúbica, estas unidades son diferentes a las unidades utilizados en el Sistema Imperial, aunque los nombres de las unidades son similares. Además, el sistema imperial no contempla más que un sólo juego de unidades tanto para materiales líquidos y áridos.

En los Estados Unidos

VOLUMEN EN SOLIDOS

1 pulgada cúbica (in³ o cu in)= 16,387064 cm³
1 pie cúbico (ft³ o cu ft) = 1.728 ft³ = 28,316846592 dm³
1 yarda cúbica (yd³ o cu yd) = 27 ft³ = 46.656 in³ = 764,554857984 dm³
1 acre-pie = 43,56 yd³ = 1.176,12 ft³ = 2.032.335,36 in³ = 33,3040096137830 m³
1 milla cúbica = 5.451.776.000 yd³ = 147.197.952.000 ft³ = 254.358.061.056.000 in³ = 4,1681818254406 km³

VOLUMEN EN ARIDOS

1 pinta (pt) = 550,610471358 ml
1 cuarto (qt) = 2 pt = 1,10122094272 L
1 galón (gal) = 4 qt = 8 pt = 4,40488377086 L
1 peck (pk) = 2 gal = 8 qt = 16 pt = 8,80976754172 L
1 bushel (bu) = 4 pk = 8 gal = 32 qt = 64 pt = 35,2390701669 L

VOLUMEN EN LIQUIDOS

1 Minim = 61,6115199219 μl (microlitros) ó 0,0616115199219 ml
1 Dracma líquido (fl dr) = 60 minims = 3,69669119531 ml
1 Onza líquida (fl oz) = 8 fl dr = 480 minims = 29,5735295625 ml
1 Gill = 4 fl oz = 32 fl dr = 1.920 minims = 118,29411825 ml
1 Pinta (pt) = 4 gills = 16 fl oz = 128 fl dr = 7.680 minims = 473,176473 ml
1 Cuarto (qt) = 2 pt = 8 gills = 32 fl oz = 256 fl dr = 15.360 minims = 946,352946 ml
1 Galón (gal) = 4 qt = 8 pt = 32 gills = 128 fl oz = 1.024 fl dr = 61.440 minims = 3,785411784 L1 Barril = 42 gal = 168 qt = 336 pt = 1.344 gills = 5.376 fl oz = 43.008 fl dr = 2.580.480 minims = 158,987294928 L

SISTEMA METRICO DECIMAL

El sistema métrico decimal o simplemente sistema métrico es un sistema de unidades basado en el metro, en el cual los múltiplos y submúltiplos de una unidad de medida están relacionadas entre sí por múltiplos o submúltiplos de 10.

Fue implantado por la 1ª
Conferencia General de Pesos y Medidas (París, 1889), con el que se pretendía buscar un sistema único para todo el mundo para facilitar el intercambio, ya que hasta entonces cada país, e incluso cada región, tenía su propio sistema, a menudo con las mismas denominaciones para las magnitudes, pero con distinto valor.

Como unidad de medida de
longitud se adoptó el metro, definido como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre, cuyo patrón se reprodujo en una barra de platino iridiado. El original se depositó en París y se hizo una copia para cada uno de los veinte países firmantes del acuerdo.

Como medida de capacidad se adoptó el
litro, equivalente al decímetro cúbico.
Como medida de
masa se adoptó el kilogramo, definido a partir de la masa de un litro de agua pura y materializado en un kilogramo patrón.

Se adoptaron múltiplos (deca, 10, hecto, 100, kilo, 1000 y miria, 10000) y submúltiplos (deci, 0,1; centi, 0,01; y mili, 0,001) y un sistema de notaciones para emplearlos.Su forma moderna es el
Sistema Internacional de Unidades (SI), al que se han adherido muchos de los países que no adoptaron el sistema métrico decimal con anterioridad.

HISTORIA DEL SISTEMA METRICO

Países según su fecha de adopción del sistema métricoDesde los albores de la humanidad se vio la necesidad de disponer de un sistema de medidas para los intercambios. Según estudios científicos las unidades de medida empezaron a utilizarse hacia unos 5000 años a.C.

Los egipcios tomaron el cuerpo humano como base para las unidades de longitud, tales como: las longitudes de sus
antebrazos, pies, manos o dedos. El codo, cuya distancia es la que hay desde el codo hasta la punta del dedo corazón de la mano, fue la unidad de longitud más utilizada en la antigüedad, de tal forma que el codo real egipcio, es la unidad de longitud más antigua conocida. El codo fue heredado por los griegos y los romanos, aunque no coincidían en sus longitudes.

Hasta el siglo XIX proliferaban los sistemas de medición distintos, lo que suponía una de las causas más frecuentes de disputas entre mercaderes y entre los ciudadanos y los funcionarios del fisco. A medida que se extendía por Europa el intercambio de mercancías, los poderes políticos fueron viendo la necesidad de que se normalizara un sistema de medidas.

NEUTRAL Y UNIVERSAL

Los diseñadores del sistema métrico querían que fuera lo más neutral posible para facilitar su más amplia adopción. Cuando se estaba desarrollando el sistema métrico, Francia utilizaba el
calendario republicano que ya comenzaba a caer en desuso y fue finalmente abolido en 1806 debido a dos fallos fundamentales de diseño: las fechas se contaban a partir del día de la proclamación de la Primera República Francesa y los nombres de los meses se basaban en eventos puramente locales como brumaire (brumoso) o nivose (nevado), condiciones locales que no se daban ni siquiera en la totalidad del territorio francés.

Otras unidades de la época se derivaban del largo del pie de algún gobernante y frecuentemente cambiaban tras su sucesión. Las nuevas unidades no habrían de depender de tales circunstancias nacionales, locales o temporales.

MULTIPLOS DECIMALES

Todos los múltiplos y submúltiplos de las unidades básicas serían potencias decimales. Ni las fracciones serían por mitades, como es el caso actualmente con las fracciones de
pulgada, ni los múltiplos tendrían relaciones diferentes que potencias de diez, tal como es el caso del pie que equivale a doce pulgadas. Cabe destacar que la decimalización se sigue imponiendo aún en países que utilizan otras bases de medida, tal como ha sido el caso de la decimalización de la Libra tanto la británica como la irlandesa en 1971 o la aún más reciente (2000-2001) decimalización de las fracciones en los precios de las acciones en las bolsas de valores de los Estados Unidos.

El sistema métrico también definía una unidad de base decimal para la medida de ángulos, el gon o grad en el cual el ángulo recto se divide en 100 gons en lugar de los 90 del sistema sexagesimal, y donde cada gon se divide en 100 minutos y cada minuto en 100 segundos. De hecho, el
kilómetro es la longitud de un arco de meridiano terrestre que abarca un minuto (de un gon de latitud. Esto es similar a la definición de una milla náutica que es la longitud de un arco de un minuto sexagesimal de latitud.

Al contrario, el sistema métrico no definió ninguna unidad decimal de medida de tiempo pues esto formaba parte del calendario republicano en el cual un día se dividía en 10 horas y cayó en desuso junto con este.

PREFIJOS COMUNES

Todas las unidades derivadas habrían de usar un mismo conjunto de prefijos para indicar cada múltiplo. Por ejemplo, kilo se usaría tanto para múltiplos de peso (kilogramo) como de longitud (kilómetro) en ambos casos indicando 1000 unidades base. Esto no evitó que se siguieran usando unidades ya arraigadas como la
tonelada de 20 quintales (2000 libras castellanas o 920 kg) después convertida en tonelada métrica, 1000 kg, o el quintal de 100 libras castellanas, pasó a quintal métrico de 100 kg.En los países anglosajones siguen usándose unidades antiguas como la tonelada de 20 quintales (2500 lb o 1150,20 kg) o el quintal de 5 arrobas (125&nbsp)

CALIBRADOR PIE DE REY

PARTES DE UN PIE DE REY

1. Mordazas para medidas externas
2. Orejetas para medidas internas
3. Aguja para medida de profundidades
4. Escala principal con divisiones en milímetros y centímetros
5. Escala secundaria con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada
6. Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido
7. Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que eté dividido
8. Botón de deslizamiento y freno




El vernier permite la lectura precisa de una regla calibrada. Fue inventada en 1631 por el matematico francés Pierre Vernier (1580-1637). En algunos idiomas, este dispositivo es llamado nonius, que es el nombre en latin del astrónomo y matemático portugues Pedro Nuñes (1492-1578).

Los vernier son communes en sextantes, herramientas de medida de precisión de todo tipo, especialmente calibradores y micrómetros, y en las reglas de cálculo.

Cuando se toma una medida una marca principal enfrenta algún lugar de la regla graduada. Esto usualmente se produce entre dos valores de la regla graduada. La indicación de la escala vernier se provee para dar una precisión mas exacta a la medida, y no recurrir a la estimación.

La escala indicadora vernier tiene su punto cero coincidente con el cero de la escala principal. Su graduación esta ligeramente desfasada con respecto de la principal. La marca que mejor coincide en la escala vernier sera la decima de la escala principal.

En los instrumentos decimales como el mostrado en el diagrama, la escala indicadora tendra 9 marcas que cubren 10 en la principal. Nótese que la vernier no posee la décima graduaciónEn un instrumento que posea medidas angulares, la escala de datos puede ser de medio grado, mientras que la vernier o nonio tendría 30 marcas de 1 minuto. ( osea 29 partes de medio grado).