Sistema Internacional de UnidadesEl hombre en su comprensión de la naturaleza ha tenido la necesidad de medir, y para ello ha inventado diferentes sistemas de medida, tantos como culturas han existido, estos primeros sistemas de medida se basaron en las diferentes partes del cuerpo, como la cabeza, la mano, el pulgar, el pie y la extensión de los brazos por citar algunos. A estas unidades se les llamó patrones de medida, sin embargo generaban muchos conflictos porque no median exactamente lo mismo y se les conoce como patrones de medida no convencionales.

Sistema Internacional de unidades, nombre adoptado por la XI Conferencia General de Pesas y Medidas (celebrada en Sevres, París en 1960) para un sistema universal, unificado y coherente de unidades de medida, basado en el sistema mks (metro-kilogramo-segundo). Este sistema se conoce como SI, iniciales de Sistema Internacional. En la Conferencia de 1960 se definieron los patrones para seis unidades básicas o fundamentales y dos unidades suplementarias (radián y estereorradián); en 1971 se añadió una séptima unidad fundamental, el mol. Las dos unidades suplementarias se suprimieron como una clase independiente dentro del Sistema Internacional en la XX Conferencia General de Pesas y Medidas (1995); estas dos unidades quedaron incorporadas al SI como unidades derivadas sin dimensiones.

Magnitud.- es toda aquella característica o cualidad de un objeto o fenómeno que puede ser medido.

• Magnitudes fundamentales.- son aquellas que no requieren de otras magnitudes para definirse.

• Magnitudes derivadas.- son aquellas que para definirse requieren de la operación de otras.

Magnitudes y unidades fundamentales del SI

Magnitudes fundamentales.Longitud.- es la distancia entre dos puntos.Masa.- es la cantidad de materia contenida en un cuerpo.Tiempo.- es el intervalo en el que ocurre un fenómeno.Corriente eléctrica.- es la cantidad de electrones que circulan

a través de un conductor.Temperatura.- es el promedio de las energías cinéticas de las

moléculas de un cuerpo.Intensidad luminosa.- cantidad de flujo luminoso que emite

una fuente por unidad de ángulo sólido.Cantidad de sustancia.- es el número de entidades

especificas de un material igual al número de Avogadro (6.023 x 1023).

Unidades fundamentales

• metro:Es la longitud de

la trayectoria recorrida por la luz en el vacío en un lapso de 1/299 792 458 de segundo, (17ª CGPM, 1983).

Reproducción en el CENAM de la definición del metromediante un Láser He-Ne estabilizado con una celda interna de yodo a una longitud de onda de 632 991 398,22 fm [10].

• kilogramo:Es la masa igual a la del prototipo internacional del

kilogramo, actualmente la unidad de masa está representada por un cilindro de platino iridio de diámetro y altura iguales (39 mm).

Patrón Nacional de Masa prototipo No. 21, conservado en el CENAM.

• segundo:Es la duración de 9 192 631 770 períodos de la

radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133.

Laboratorio de relojes atómicos del CENAM, donde se mantienen en operación los Patrones Nacionales de Tiempo y Frecuencia.

• ampere:Es la intensidad de una corriente constante que

mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos de longitud infinita, de sección circular despreciable, colocados a un metro de distancia entre sí, en el vacío, producirá entre ellos una fuerza igual a 2x10-7 newton por metro de longitud.

Laboratorio de patrón de tensión del CENAM, donde se mantiene en operación el efecto Josephson.

Kelvin: Es la fracción de 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

Celda del punto triple del agua, estas celdas se construyen y mantienen en el laboratorio determometría del CENAM y definen al kelvin.

• candela: Es la intensidad luminosa en una dirección dada de una

fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540x1012 hertz y cuya intensidad energética en esa dirección es 1/683 watt por esterradián.

Laboratorio de fotometría del CENAM, donde se realiza y se mantienen en operación el Patrón Nacional de Intensidad Luminosa.

• mol:• Es la cantidad de sustancia que contiene tantas

entidades elementales como existen átomos en 0.012 kg de carbono 12.

Imagen de partículas de dióxido de silicio obtenidas con microscopía de barrido de electrones del CENAM. Suponiendo que cada partícula esférica como las mostradas es equivalente a una molécula de SiO2, entonces 6.023 x 1023 de tales partículas, formarían una mol de SiO2 con una masa de 60.083 g ± 0.000 4 g.

Unidades Fundamentales del Sistema Internacional de Unidades

Magnitud Unidad Símbolo Definición

longitud metro m Distancia que recorre en el vacío la luz en 1/299 792 458 de segundo

masa kilogramo kg Masa del prototipo internacional

tiempo segundo sDuración de 9 192 631 770 oscilaciones de la radiación correspondiente a la

transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133

corriente eléctrica ampere A Intensidad de una corriente constante que produciría una fuerza de 2 x 10 -7 newtons por metro de longitud entre dos alambres rectilíneos paralelos de

longitud infinita y sección circular despreciable puestos a una distancia de un metro uno del otro en el vacío (¡uf!)

temperatura kelvin K Fracción 1/273.16 de la temperatura del punto triple del agua

cantidad de materia mol mol

1. Cantidad de materia de un sistema compuesto de tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kilogramos de carbono 12

2. Cuando se emplea el mol hay que especificar las entidades elementales: átomos, moléculas, iones, electrones, otras partículas o grupos específicos de

tales partículas

intensidad luminosa candela cd

Intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia 540 x 1012 hertz y cuya intensidad energética en

esa dirección es igual a 1/683 de watt por esterradián

Reglas para escribir los símbolos del Sistema Internacional de Unidades

Además de saber las unidades en que se miden las magnitudes que usan, los científicos también tienen que aprender cómo escribirlas correctamente. Por ejemplo, si quieres expresar por escrito tu estatura, la manera correcta de hacerlo es 1.60 m, y no 1 m 60, ni 1 metro 60, ni 1.60 M. Para podernos entender fácilmente y para que no haya confusión se han formulado estas reglas para escribir los símbolos de unidades.

• Los símbolos de unidades, con excepción del ohm, se escriben con letras minúsculas por ejemplo: segundo s, metro m

• Si los símbolos se derivan de nombres propios su primera letra es mayúscula newton N, coulomb C

• Los símbolos de unidades nunca llevan punto y no tienen plural 10 gramos se escribe 10 g

• Cuando se usan prefijos el símbolo de la unidad se escribe después del prefijo y sin espacio entre ambos kilómetro: km

• Para expresar un producto de símbolos de unidades se usa un punto. El punto se puede suprimir si no hay posibilidad de confusión newton metro: N·m, o bien Nm

• Cuando una unidad secundaria, o derivada, se forma dividiendo una unidad por otra, se puede escribir, por ejemplo, m/s o equivalentemente m·s-1

• La unidad va siempre después del número: 1.60 m y no 1 m 60

Magnitudes Fundamentales

• Consideramos magnitudes fundamentales aquellas que no dependen de ninguna otra magnitud y que, en principio se pueden determinar mediante una medida directa.

• Por ejemplo:• 10 m• 57 cd• 3 mol• 12 s

Magnitudes Derivadas

• Son aquellas que se derivan de las fundamentales y que se pueden determinar a partir de ellas utilizando las expresiones adecuadas.

• 15 m2

• 25 km/h• 12 g/ml• 30 m3

Lectura• El 23 de septiembre de 1999, el "Mars Climate Orbiter" se perdió

durante una maniobra de entrada en órbita cuando el ingenio espacial se estrelló contra Marte. La causa principal del contratiempo fue achacada a una tabla de calibración del propulsor, en la que se usaron unidades del sistema británico en lugar de unidades métricas. El software para la navegación celeste en el Laboratorio de Propulsión del Chorro esperaba que los datos del impulso del propulsor estuvieran expresados en newton segundo, pero Lockheed Martin Astronautics en Denver, que construyó el Orbiter, dio los valores en libras de fuerza segundo, y el impulso fue interpretado como aproximadamente la cuarta parte de su valor real. El fallo fue más sonado por la pérdida del ingenio espacial compañero "Mars Polar Lander", debido a causas desconocidas, el 3 de diciembre.

• El incidente vuelve a poner en escena una controversia que ha existido en los Estados Unidos desde el principio del programa espacial, acerca del uso de las unidades de medida métricas o británicas.

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yocto y 0.000 000 000 000 000 000 000 001 10-24

Escribe las siguientes cantidades con letra y sus unidades correspondientes sin abreviar.

1) 35 kmol ______________________________________________________

 

2) 78 dal _______________________________________________________

 

3) 96 dl ________________________________________________________

 

4) 29 kl_________________________________________________________ 

5) 64 ml ________________________________________________________

 

6) 32 cg _______________________________________________________

 

7) 27 mm _______________________________________________________

 

8) 11 kg _______________________________________________________

 

9) 16 ns ________________________________________________________

 

10) 92 pF _____________________________________________________________

11) 87 hl ______________________________________________________________

 

12) 69 dam ____________________________________________________________

 

13) 81 dm _____________________________________________________________

 

14) 17 kcal ____________________________________________________________

 

15) 36 cm _____________________________________________________________

 

16) 49 Mcd ____________________________________________________________

 

17) 26 ms _____________________________________________________________

 

18) 28 mV _____________________________________________________________

 

19) 34 Tm _____________________________________________________________

 

20) 73 nm _____________________________________________________________

Instrucciones: Escribe sobre la línea la cantidad y la unidad correspondiente a cada medida.

1) Cuarenta y seis kiloamperes ________________

2) Noventa y siete centigramos ________________ 3) Diecinueve micrómetros ________________ 4) Treinta y cuatro kilosegundos ________________ 5) Veintiocho centilitros ________________ 6) Setenta y tres microvolts ________________ 7) Diecisiete picofaraday ________________ 8) Sesenta y seis decisegundos ________________ 9) Treinta y cinco hectolitros ________________ 10) Dieciséis nanosegundos ________________

11) Noventa y nueve megametros ________________ 12) Cincuenta y cuatro kilómetros ________________ 13) Diecinueve decámetros ________________ 14) Mil kilocalorías ________________ 15) Setecientos noventa y cuatro decacandelas ________________ 16) Ochenta y siete mil milisegundos ________________ 17) Doscientos treinta terámetros ________________ 18) Novecientos milímetros ________________ 19) Seiscientos treinta y ocho picosegundos ________________ 20) Diez mil noventa y cuatro yottametros ________________