Ing. Robin Anguizaca Fuentes 1.2 Estándares y Unidades Ing. Robin Anguizaca Fuentes

APRENDE A DIFERENCIAR Expresa CANTIDAD CUALIDAD 2 metros ALTO 200 kg PROPIEDAD CUALITATIVA PROPIEDAD CUANTITATIVA Expresa CANTIDAD CUALIDAD 2 metros 200 kg 10 km/h ALTO PESADO LENTO

Son aquellas propiedades que se pueden medir LAS PROPIEDADES CUANTITATIVAS SE LLAMAN MAGNITUDES Son aquellas propiedades que se pueden medir

MAGNITUD TODO AQUELLO QUE PUEDE SER MEDIDO. MEDIDA DE UNA MAGNITUD: CANTIDAD + UNIDAD

MAGNITUDES FÍSICAS Es todo aquello que se puede medir directa o indirectamente, y se le asigna un número y una unidad. ¿Para qué sirven las magnitudes físicas? Sirven para traducir en números los resultados de las observaciones.

VOLUMEN = AREA DE LA BASE X ALTURA DIRECTAS O FUNDAMENTALES EL TIEMPO se mide directamente conmigo. El Sr. RELOJ LA LONGITUD se mide directamente conmigo. El Sr. METRO LA MASA se mide directamente conmigo. La Sra. PESA TIPOS DE MAGNITUDES VOLUMEN = AREA DE LA BASE X ALTURA El volumen de esta caja se mide indirectamente haciendo cálculos: La SUPERFICIE de este pergamino se mide indirectamente haciendo cálculos: ÁREA = BASE X ALTURA INDIRECTAS O DERIVADAS

TIPOS DE MAGNITUDES MAGNITUDES FUNDAMENTALES Aquellas que se determinan directamente con un proceso de medida. Sirven de base para escribir las demás magnitudes. MAGNITUDES DERIVADAS Son aquellas magnitudes que están expresadas en función de las magnitudes fundamentales.

MAGNITUDES FUNDAMENTALES LONGITUD MASA TIEMPO TEMPERATURA INTENSIDAD DE CORRIENTE CANTIDAD DE SUSTANCIA INTENSIDAD LUMINOSA

MEGNITUDES DERIVADAS SUPERFICIE : PRODUCTO DE LONGITUDES. s= LxL VOLÚMEN V= LxLxL DENSIDAD d= M/L3 VELOCIDAD v=L/ T PRESIÓN …………….

MIDE LA LONGITUD DE LA LÍNEA CON ESTA MANO MEDIR es comparar una magnitud con otra igual, más pequeña, llamada UNIDAD LONGITUD = 4 manos HAS COMPARADO LA LONGITUD DE LA LÍNEA CON LA LONGITUD DE LA MANO

4 manos Partes de una MEDIDA CANTIDAD UNIDAD Nos dice cuántas veces es mayor la magnitud medida que la unidad Nos dice qué magnitud se ha medido y con qué hemos comparado CANTIDAD UNIDAD

metrologia deportiva UNIDADES DE MEDIDA 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.

UNIDADES Las unidades son las referencias o patrones con respecto a la cual comparamos en la medida Están establecidas por convenio. Debe ser constante: no ha de cambiar según el individuo que haga la medida o a lo largo del tiempo. Debe ser universal: no ha de cambiar de unos países a otros. Ha de ser fácil de reproducir.

Universalmente se conocen tres Sistemas de Unidades: SISTEMA DE UNIDADES Conjuntos de unidades convenientemente relacionadas entre sí que se utilizan para medir diversas magnitudes (longitud, tiempo, masa, etc.) Universalmente se conocen tres Sistemas de Unidades: mks o Sistema Internacional cgs Técnico.

SISTEMA DE UNIDADES El sistema de unidades empleado por los científicos e ingenieros en todo el mundo se denominaba “Sistema métrico”, pero desde 1960 su nombre oficial es Sistema Internacional (SI)

Pies (ft), Pulgadas (in) Magnitudes fundamentales y derivadas en los tres principales sistemas de medida MAGNITUD SI CGS INGLÉS longitud Metro (m) Centímetro (cm) Pies (ft), Pulgadas (in) Masa Kilogramo (kg) Gramo (g) Libras (lb) Tiempo Segundo (s) Segundos (s) Área o Superficie m2 cm2 ft2, in2 Volumen m3 cm3 Ft3, in3 Velocidad m/s Cm/s Ft/s, in/s Aceleración m/s2 Cm/s2 Ft/s2, in/s2 Fuerza Newton (N) Dinas (d) Libras Fuerza (lbf) Trabajo y Energía N*m = Joule (J) D*cm = Ergio (E) Lbf*ft, Lbf*in Presión N/m2 D/cm2 Lbf/in2 (PSI) Potencia J/s = Watt (W) D/s Lbf*ft/s, Lbf*in/s

SISTEMA MKS Es un sistema de unidades coherente para la mecánica cuyas unidades fundamentales son: El metro (m) El kilogramo (kg) El segundo (s)

SISTEMA INGLÉS Este sistema se define en términos de las cantidades físicas: longitud en pies (ft), fuerza en libras (lb) y tiempo en segundo (s). Es aún usado ampliamente en los Estados Unidos de América, cada vez en menor medida, y en algunos países con tradición británica.

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES Imagina un mundo en el que cada cual midiese el tiempo en unidades distintas. Seguro que nadie podría viajar en avión porque todos llegarían tarde o muy temprano al aeropuerto. Imagina un mundo en el que cada cual pesase un saco de papas con unidades distintas. Seguro que ningún McDonald’s pondría la misma ración de papas fritas para comer. Imagina un mundo en el que cada cual midiese cualquier magnitud en unidades distintas. Seguro que ……………

HISTORIA DEL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES En 1790, la Academia de Ciencias de París decide crear un sistema de medidas que pudiera ordenar el caos que existía por la gran variedad de medidas existentes en toda Francia. Se plantea un sistema tomando como base la unidad de longitud, el metro. Se crea el Sistema Métrico Decimal, que fue declarado obligatorio en 1849 en España. En 1875 el Sistema Métrico Decimal se hace internacional en la Conferencia General de Pesas y Medidas. En 1960 la Conferencia lo denomina como Sistema Internacional de Unidades (SI) Hasta 1995, la CGPM se ha reunido 20 veces.

Sistema Internacional de Unidades. Es el sistema práctico de unidades de medidas adoptado por la XI Conferencia General de Pesas y Medidas celebrada en octubre de 1960 en París. Trabaja sobre siete magnitudes fundamentales (longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente eléctrica, temperatura absoluta, intensidad luminosa y cantidad de sustancia) de las que se determinan sus correspondientes unidades fundamentales (metro, kilogramo, segundo, ampere, kelvin, candela y mol).

Sistema Internacional de Unidades. Es aquel sistema que se establece como oficial en el mundo para representar las unidades de medida. Las medidas para presentar proyectos, investigaciones, patentes, deben de ir expresadas en el SI para validar su publicación.

Longitud, masa y tiempo Longitud.- La unidad de longitud en el sistema SI es el metro, el cual se definió en 1983 como la distancia recorrida por la luz en el vacío en 1/299,792,458 segundos. Masa.- En el sistema SI la unidad de masa es el kilogramo. Su patrón primario es un cilindro de platino e iridio que se guarda en el Buró Internacional de Pesas y Medidas en Sèvres, Francia. Tiempo.- El segundo se define como cierta radiación emitida por los átomos de Cesio 133, en un segundo hay 9,162,631,770 vibraciones.

La longitud  El hombre ha realizado la medición de longitudes en muchas de sus actividades desde la antigüedad. Al principio utilizó unidades arbitrarias para medir, como el pie, la cuarta, el codo, la brazada, etc. La unidad de medición que le corresponde a la longitud es el metro.  El metro es la distancia igual a 1.650.763,73 longitudes de onda, en el vacío, de una cierta radiación roja de gas criptón 86.

La masa La unidad de masa es el kilogramo en el SI, el cual tiene dos definiciones básicas: Es la masa de un litro de agua a 4 °C.  Un kilogramo es la masa del prototipo internacional conservado en Sévres, cerca de París.  

Unidad de intensidad de corriente eléctrica El amperio (A) es la intensidad de una corriente constante que al mantenerse en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita y situados a una distancia de un metro uno del otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2X10-7 Newton por metro de longitud. También se conoce como la intensidad de una corriente que pasa por la sección de un conductor un culombio por segundo.             

Unidad de temperatura termodinámica El kelvin (K), unidad de temperatura termodinámica, es la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.              Unidad de cantidad de sustancia El mol (mol) es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas partículas elementales como átomos hay en 12X10-3 kilogramos de carbono 12.             

Unidad de intensidad luminosa La candela (cd) es la unidad luminosa que irradia una superficie de 167X 10-4 cm2 de un cuerpo negro, a la temperatura de fusión del platino y a la presión de una atmósfera.             

Notación científica En física tenemos algunas magnitudes muy grandes (Distancias astronómicas y Masas de los cuerpos celestes) o muy pequeñas (distancias y masas atómicas), por tanto es conveniente utilizar la notación de potencias de diez para representar estas cantidades físicas. Por ejemplo El tamaño de un átomo de 0.000,000,000,2 m se expresa como 2x10-10. La masa de un protón es ~1,67·10-27 kilogramos La distancia a los confines observables del universo es ~4,6·1026 m

Notación Científica 10-1 = 1/10 = 0.1 10-3 = 1/1000 = 0.001 POTENCIAS DE BASE 10 100 = 1 101 = 10 102 = 100 103 = 1000 106 = 1 000 000 109 = 1 000 000 000 1020 = 100 000 000 000 000 000 000 10 elevado a una potencia entera negativa -n es igual a 1/10n 10-1 = 1/10 = 0.1 10-3 = 1/1000 = 0.001 10-9 = 1/1 000 000 000 = 0.000 000 001

Notación Científica POTENCIAS DE BASE 10 100 = 1 101 = 10 102 = 100 103 = 1000 106 = 1 000 000 109 = 1 000 000 000 Por lo tanto: 156 234 000 000 000 000 000 000 000 000  1.56234 x 1029 0,000 000 000 023 4  2,34 x 10-11 10-1 = 0.1 10-3 = 0.001 10-9 = 0.000 000 001 4 x 10 5 = 400 000 3.0 X 10 0 = 6.75 x10 9 = 8.0 x101 = 5680 x 10 5 = 4 x 10 -5 = 0.000 04 6.75 x10-9 = 2.3 x 10-15 = 8.0 x10-1 = 9682.3 x 10-3 =

Notación Científica Leyes de potencias Ejemplo: Adición 10m + 10m = 10 m 5x106 + 2x106 = 7x106 Multiplicación 10m x 10n = 10 m + n (4x106) x (2x106) = 8x1012 División 10m = 10 m – n 9x106 = 3x102 10 n 3x104 Potenciación (10m)n = 10 m x n (3x106)2 = 9x1012 POTENCIAS DE BASE 10 100 = 1 101 = 10 102 = 100 103 = 1000 106 = 1 000 000 109 = 1 000 000 000 10-1 = 0.1 10-3 = 0.001 10-9 = 0.000 000 001

POTENCIAS DE 10 10= 1x101 4200= 4.2x103 0.00003= 3x10-5 420,000= 4.2x105 25,000= 2.5x104 0.000500= 5.0x10-4 0.000501= 5.01x10-4= 50.1x10-5= 501X10-6

PREFIJOS PARA LAS UNIDADES DEL SISTEMA SI Potencia Prefijo Abrev. 10-24 yocto y 101 Deca da 10-21 septo z 103 kilo k 10-18 ato a 106 mega M 10-15 femto f 109 giga G 10-12 pico p 1012 tera T 10-9 nano n 1015 peta P 10-6 micro m 1018 exa E 10-3 mili 1021 zeta Z 10-2 centi c 1024 yota Y 10-1 deci d

Los múltiplos o fracciones de las unidades básicas se incluyen mediante el uso de prefijos, de acuerdo con la conveniencia, por ejemplo, no es aconsejable medir la masa de una tractomula en gramos sino en kilogramos o toneladas. Por lo tanto, los múltiplos y submúltiplos, así como las demás unidades, son magnitudes derivadas y secundarias.

Tarea #2 La aceleración debida a la gravedad, g, es 9.8 m/s2, en el sistema SI. Conviértala al sistema inglés, con la longitud en pies, en lugar de metros. El radio de la tierra, que es esférica con mucha aproximación, es 6.4 x 106 m y su masa es 6.0 x 1024 kg, ¿Cuál es la densidad de la tierra en gramos por centímetro cúbico?

Orden de magnitud El orden de magnitud es una idea del tamaño de alguna cosa dentro de un factor de 10. Para obtener una estimación del orden de magnitud, los datos deberán tener precisamente una cifra significativa. Ejemplo: el número de segundos en un año se puede estimar como, 60 s por min., 60 min. por hora, 20 horas por día, 400 días por año, multiplicando se obtiene: 60 x 60 x 20 x 400 = 3,600 x 20 x 400  4,000 x 20 x 400 = 80,000 x 400  32,000,000  30,000,000 El valor exacto es: 31,536,000