SISTEMAS DE UNIDADES

SISTEMA DE UNIDADES Y MAGNITUDES FÍSICAS

Una de las ramas más importante y básica de la física es la mecánica, la cual se encarga de estudiar y describir el movimiento de los cuerpos y como evolucionan en el tiempo debido a fuerzas externas a él. En el estudio de los fenómenos físicos, la medida juega un papel importante o fundamental, debido a que las descripción de dichos fenómenos se realiza a través de cantidades o propiedades medibles.

La noción de magnitud física está estrechamente relacionada con la medida. El tiempo, la masa, el área, la aceleración, entre otros, son ejemplos de magnitudes físicas. en física es posible relacionar matemáticamente grupos de magnitudes, de esta manera, existe un grupo de magnitudes físicas a partir de las cuales es posible encontrar cualquier otra magnitud en función de este grupo.

Las propiedades que caracterizan a los cuerpos o a los fenómenos naturales y que son susceptibles de ser medidas, reciben el nombre de magnitudes físicas. Así, la longitud, la masa, la velocidad, el tiempo, y la temperatura, entre otras, son ejemplos de magnitudes físicas.

Otras propiedades como el olor, el sabor, la bondad, la belleza, no son magnitudes físicas, ya que no se pueden medir.

Existen magnitudes físicas que son independientes de las demás y recibe el nombre de magnitudes fundamentales; entre ellas están la longitud, la masa y el tiempo.

Algunas magnitudes se definen a partir de las fundamentales y reciben el nombre de magnitudes derivadas. Por ejemplo, para indicar la medida de la velocidad de un objeto se requiere de la distancia y el tiempo, por lo tanto, la velocidad es una magnitud derivada.

SISTEMAS DE MEDICIÓN

Son un conjunto de normas y patrones oficiales empleados para el registro de las magnitudes físicas. Existen 3 sistemas de medidas importantes que son:

1. Sistema  MKS (Metro, Kilogramo, Segundo): también llamado el sistema Internacional    (S. I)
2. Sistema CGS (Centímetro, Gramo, Segundo): también llamado sistema Gaussiano.
3. Sistema Inglés (Pie, Libra, Segundo).

TIPO DE MAGNITUD		SISTEMA INTERNACIONAL (S.I)
BÁSICA	Longitud	Metro (m)
	Masa	Kilogramo (Kg)
	Tiempo	Segundo (s)
DERIVADA	Velocidad	m/s
	Aceleración	m/s2
	Fuerza	Newton (N)
	Trabajo y energía	Joule (J)
	Potencia	Watts (W)

TIPO DE MAGNITUD		SISTEMA CEGESIMAL (C.G.S)
BÁSICA	Longitud	Centímetro (cm)
	Masa	Gramos (g)
	Tiempo	Segundo (s)
DERIVADA	Velocidad	cm/s
	Aceleración	cm/s2
	Fuerza	Dinas (d)
	Trabajo y energía	Ergio (erg)
	Potencia	Ergio/segundo

TIPO DE MAGNITUD		SISTEMA INGLÉS
BÁSICA	Longitud	Pies (ft)
	Masa	Slug
	Tiempo	Segundo (s)
DERIVADA	Velocidad	Ft/s
	Aceleración	Ft/s2
	Fuerza	Libra (lb)
	Trabajo y energía	Libras x ft
	Potencia	Lb x ft/s

Para realizar dichas conversiones de unidades se utiliza el siguiente procedimiento:

1.      Escríbase la cantidad a convertir

2.      Defínase cada una de las unidades a convertir en términos de las unidades deseadas.

3.      Para cada definición, fórmense un factor de conversión, uno recíproco del otro.

4.     Multiplíquese y/o divídase la cantidad a convertir por aquellos factores que se simplifiquen entre sí, salvo las deseadas.

Veamos algunas equivalencias:

1 in	2,54cm
1 in	25,4mm
1ft	0,3048m
1yd	0,914m
1m	39,37in
1m	3,281ft
1mi	1,61km
1mi	1610m
1km	1000m
1slug	14,59kg
1kg	1000g

Veamos unos ejemplos:

1.      ¿A cuántos Slug equivalen 30kg?

Sol: Primero establecemos la proporcionalidad entre las unidades, es decir: 1 Slug = 14,59kg.

Ahora utilizamos dicha equivalencia (factor de conversión) y procedemos a realizar la conversión así:

30kg=30kg x (1slug/14,59kg)=2,06 slug

2.      En el comercio se consiguen reglas graduadas en cm y en pulgadas, si la regla mide 30cm, cuántas pulgadas mide la regla.

Sol:

Factor de conversión: 1in = 2,54cm. Luego: 30cm=30cm x (1 in/2,54cm)=11,8 in

3.      ¿A Cuántos segundos equivale una hora?

Sol: Como no conocemos aún un factor directo entre horas y segundos, primero la convertimos en minutos y luego los minutos en segundos. Veamos:

Establezcamos los factores:

1h = 60min y 1min = 60sg

Por tanto la conversión se establecería así:

1h=1h x (60min/1h) x (60s/1min)=3600s

4.      Un auto viaja a 90km/h por una autopista. ¿Cuántos  metros por segundo recorre el auto?

Sol: Como vemos en este caso tenemos dos unidades en el ejercicio. Para ello se determina por separado un factor de conversión a cada unidad. Luego:

1km = 1000m y 1h = 3600s

90km/h=(90km/h) x (1000m/1km) x (1h/3600s)=25m/s

5.      Convertir 50m a ft.

Sol: El factor de conversión es: 1m = 3,281ft

Luego: 50m= 50m x (3,281ft/1m)= 164,05ft

´

6.      Convertir 470000mm a pulgadas.

Sol: Como no tenemos un factor que nos relacione mm con pulgadas, los convertimos en cm y luego a in.

Factores: 1cm = 10mm y 1in = 2,54cm

Luego:470000mm= 470000mm x (1cm/10mm) x (1 in/2,54cm)=18503,9 in

7.      Un ciclista recorre una carretera recta de 50km. Determina la longitud de la carretera en

pulgadas.

Sol: Veamos los factores:1km = 1000m; 1m = 39,37in

Luego:50km= 50km x (1000m/1km) x (39,37 in/1m)= 1968500 in

ACTIVIDAD

Resuelve las siguientes conversiones:

1.      875mi a km

2.      55mi/h a ft/s

3.      25Km/h a m/s

4.      La longitud de una carretera intermunicipal es de 48km. ¿cuál es su longitud en ft?

5.      Si la masa de un objeto es de 7648g, ¿Cuál es su masa en Slug?

6.      Un terreno rectangular tiene 200ft de largo y 1800in de ancho. Determina su área en metros cuadrados.

7.      Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año a razón de 300.000km en 1segundo. Calcula, en metros, la distancia que equivale a un año luz.

8.      Una mujer pesa 130lb y tiene una altura de 5ft y 9in. Exprésese su peso en Newton y su altura en metros.

REVISA EL SIGUIENTE LINK PARA COMPROBAR TUS RESULTADO:CONVERTIDOR DE UNIDADES