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 Una magnitud física es una propiedad cuantificable o asignable adscrita a un fenómeno, cuerpo o sustancia particular. Tiempo Longitud Carga eléctrica

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.

DIRECTAS O FUNDAMENTALES TIPOS DE MAGNITUDES INDIRECTAS O DERIVADAS

MAGNITUDES FUNDAMENTALES Aquellas que se determinan directamente con un proceso de medida. Sirven de base para escribir las demás magnitudes. LONGITUD MASA TIEMPO TEMPERATURA INTENSIDAD DE CORRIENTE CANTIDAD DE SUSTANCIA INTENSIDAD LUMINOSA

MAGNITUDES DERIVADAS Son aquellas que se determinan indirectamente con un proceso de medida y estan expresadas en función de las magnitudes fundamentales. SUPERFICIE : PRODUCTO DE LONGITUDES. s= LxL VOLÚMEN V= LxLxL DENSIDAD d= M/L3 VELOCIDAD v=L/ T PRESIÓN …………….

Unidades de medición Una unidad es una cantidad física particular con la que se comparan otras cantidades del mismo tipo para expresar su valor. Ejemplos: El metro es una unidad establecida para medir longitud. El segundo es una unidad establecida para medir el tiempo

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)

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. Sistema establecido oficialmente en el mundo para representar las 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 Temperatura absoluta Intensidad de corriente eléctrica Cantidad de sustancia Intensidad luminosa

Magnitudes fundamentales En el Sistema Internacional Magnitud Física Unidad de medida Símbolo longitud Metro m Masa Kilogramo Kg Tiempo Segundo s Temperatura Kelvin K Intensidad de corriente Amperio A Cantidad de sustancia Mol mol Intensidad Luminosa Candela cd

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.

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

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 N x 10n 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. No importa cuál sea la magnitud, todos los números se pueden expresar en la forma: N x 10n

Notación científica Por ejemplo: El tamaño de un átomo de: 0.0000000002 m se expresa como 2x10-10. La masa de un protón es: ~1,67x10-27 kilogramos La distancia a los confines observables del universo es: ~4,6x1026 m

POTENCIAS DE BASE 10 Exponente positivo: Exponente negativo: 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 Exponente positivo: La coma se mueve a la izquierda 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 Exponente negativo: La coma se mueve a la derecha

Notación Científica 4 x 10 5 = 400 000 4 x 10 -5 = 0.000 04 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

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 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.

Ejercicios con prefijos SI Expresar las siguientes cantidades en las adecuadas unidades SI prefijadas. F = 4.5 x 10-8 N W = 2.1 x 10-7 J n = 0.002 5 mol V = 3.1 x 10-5 m3

Ejercicios con prefijos SI Expresar las siguientes cantidades, en la correspondiente unidad SI coherente, reemplazando los prefijos SI por los correspondientes factores exponenciales.   l = 3.0 x 104 μm m = 47.1 mg W = 3.42 kJ