Unidá de midida

De Wikipedia
Saltar a navegación Saltar a la gueta
Copia esacta, fecha en 1884, del kilogramu prototipu internacional rexistrada na Oficina Internacional de Peses y Midíes, en Sèvres, Francia, que define la unidá de masa nel SI, el sistema métricu modernu.

Una unidá de midida ye una cantidá estandarizada d'una determinada magnitú física, definida y adoptada por convención o por llei.[1] Cualquier valor d'una cantidá física puede espresase como un múltiplu de la unidá de midida.

Una unidá de midida toma'l so valor a partir d'un patrón o d'una composición d'otres unidaes definíes primeramente. Les primeres unidaes conócense como unidaes básiques o de base (fundamentales), ente que les segundes llámense unidaes derivaes.[2]

Un conxuntu d'unidaes de midida nel que nenguna magnitú tenga más d'una unidá acomuñada ye denomináu sistema d'unidaes.[3]

Toles unidaes denotan cantidaes esguilares. Nel casu de les magnitud vectoriales, interprétase que cada unu de los componentes ta espresáu na unidá indicada.[1]

Historia[editar | editar la fonte]

Les unidaes de midida tuvieron ente les primeres ferramientes inventaes polos seres humanos. Les sociedaes primitives precisaron midíes rudimentaries pa munches xeres: la construcción de moraes, la confección de ropa o la preparación d'alimentos y materies primes.

Los sistemes de pesos y midíes más antiguos que se conocen paecen ser creaos ente'l cuartu mileniu y el terceru antes de Cristu, ente los antiguos pueblos de Mesopotamia, Exiptu y el valle del Indo, y quiciabes tamién n'Elam y Persia. Los pesos y les midíes méntense coles mesmes na Biblia (Lev. 19, 35-26) como un mandatu qu'esixe honestidá y midíes xustes.

Munchos sistemes de midida tuvieron basaos nel usu de les partes del cuerpu humanu y la contorna natural como preseos de midida.[4]

Sistemes tradicionales de midíes[editar | editar la fonte]

Los sistemes tradicionales basen les sos unidaes de midida de distancia nes dimensiones del cuerpu humanu. La pulgada representa l'anchu d'un pulgar, d'onde toma'l so nome. El pie representaba orixinalmente el llargor d'un pie humanu, anque esta unidá tresformar col tiempu nel equivalente a 12 pulgaes nel sistema anglosaxón. La yarda, per otru llau, representa'l llargor dende la punta de la ñariz hasta la punta del deu mediu. Una braza correspondía a la distancia de punta a punta de los deos medios colos brazos estendíos. Otres unidaes yeren el palmo (el llargor de la palma de la mano) y el coldu (aprosimao'l llargor del antebrazu).[5] Pa distancies mayores, esistía la milla, unidá de midida creada na antigua Roma qu'equivalía orixinalmente a 2000 pasos d'una lexón. Sobre la base de la milla, los romanos definieron l'estadiu de tala forma que ocho estadio correspondíen a una milla.[5] Coles mesmes, la llegua na antigua Roma equivalía a aprosimao una milla y media.[6]

Na mayoría de los países europeos utilizábense midíes de pesu basaes na llibra. Esta unidá, que'l so nome provien del llatín llibra pondo, estremar en dolce tomes (del llatín uncia, que significa ‘doceava parte').[7][8] Sicasí, en dellos países mientres la Edá Media utilizáronse llibres que s'estremaben en 16 tomes. Otra unidá tradicional de pesu yera'l granu, que nel sistema inglés actual equival a 64,79891 mg. A partir d'esta unidá, la llibra definíase como 5760 granos en dellos casu o como 7000 granos n'otros casos. Coles mesmes, en xoyería usa una unidá llamada granu métricu, qu'equival a 0,25 quilates o 50 mg.[9] Na Península Ibérica, un quintal equivalía a 100 llibres (lo qu'anguaño seríen unos 46 kg);[10] la cuarta parte d'un quintal denominábase una arroba (del árabe ar rub', ‘cuarta parte').[11]

Los movimientos del Sol y de la Lluna determinaron les unidaes tradicionales de tiempu. El movimientu aparente del Sol dende la so salida nel horizonte hasta la siguiente, la so puesta hasta la siguiente o los socesivos pasos por un meridianu, dependiendo de la cultura, definieron el día.[12] Los babilonios estremaron el tiempu ente la salida y la puesta del Sol en dolce partes que conocemos agora como horas. Cola invención de los relóes mecánicos foi posible estremar tamién la nueche, polo qu'anguaño un día completu componer de 24 hores. Una hora estremar en 60 minutos y estos, de la mesma, quedaron estremaos en 60 segundos (sicasí, el segundu actual tien una definición moderna independiente de la definición del día).[13] De la religión xudía, les naciones cristianes y musulmanes heredaron la definición de selmana: un periodu de siete díes.[14] Per otra parte, el movimientu del Sol reparáu con al respective de les estrelles alloñaes definió'l añu. Cuidao que el periodu de traslación de la Tierra nun ye un númberu enteru de díes, esistió la necesidá d'introducir el añu bisiestu nel calendariu xulianu y el calendariu gregorianu.[15] A partir del añu definieron unidaes más grandes de tiempu como'l sieglu (cien año) y el mileniu (mil año). El periodu de traslación de la Lluna alredor de la Tierra definió'l conceutu del mes. Cuidao que esti periodu nun correspuende a un númberu enteru de díes, diverses cultures tuvieron distintes definiciones de mes. Nel actual calendariu occidental, los meses pueden durar 28, 29, 30 o 31 díes, dependiendo del casu.[16]

Sistema Internacional d'Unidaes (SI)[editar | editar la fonte]

El Sistema Internacional d'Unidaes ye la forma actual del Sistema Métricu Decimal y establez les unidaes que tienen de ser utilizaes internacionalmente. Foi creáu pol Comité Internacional de Peses y Midíes con see en Francia. Nél establécense 7 magnitúes fundamentales, con el patrones pa midiles:[17]

  1. Llargor
  2. Masa
  3. Tiempu
  4. Intensidá eléctrica
  5. Temperatura
  6. Intensidá lluminosa
  7. Cantidá de sustanza

Tamién establez munches magnitúes derivaes, que nun precisen d'un patrón, por tar compuestes de magnitúes fundamentales.[17]

Patrón de midida[editar | editar la fonte]

Un patrón de midíes ye'l fechu aislláu y conocíu que sirve como fundamentu pa crear una unidá de midir magnitúes. Munches unidaes tienen patrones, pero nel Sistema Internacional solo les unidaes básiques tienen patrones de midíes. El patrones nunca varien el so valor, anque fueron evolucionando porque los anteriores establecíos yeren variables y estableciéronse otros distintos consideraos invariables.[17]

Un exemplu d'un patrón de midida sería: «Patrón del segundu: Un segundu ye la duración de 9 192 631 770 oscilaciones de la radiación emitida na transición ente los dos niveles hiperfinos del estáu fundamental del isótopu 133 del átomu de cesio (133Cs), a una temperatura de 0 K».[18]

De toos el patrones del Sistema Internacional, solo esiste l'amuesa material d'unu: el kilogramu, calteníu na Oficina Internacional de Pesos y Midíes. D'esi patrón fixéronse delles copies pa distintos países.[19]

Los siete patrones definíos pol Sistema Internacional d'Unidaes son:[17]

  1. Segundu
  2. Metro
  3. Amperiu
  4. Mol
  5. Kilogramu
  6. Kelvin
  7. Candela
(tiempu)
(llargor)
(intensidá de corriente eléctrica)
(cantidá de sustanza)
(masa)
(temperatura)
(intensidá lluminosa)

Sistema Cegesimal[editar | editar la fonte]

{{AP|Sistema Cegesimal d'Unidaes Acomuñáu al Sistema Internacional atópase'l Sistema Cegesimal (o sistema CGS) que ye un sistema de unidaes mecániques (esto ye, unidaes que miden magnitúes utilizaes en mecánica: llargor, masa, tiempu y les sos derivaes) basáu en tres unidad fundamentales que son submútiplos d'unidaes del SI: el centímetru, el gramu y el segundu.[20] El sistema CGS dacuando ye estendíu a magnitúes non mecániques, como les emplegaes en electromagnetismu, combinando l'usu de les unidaes gaussianas (vease más palantre, unidad naturales n'electromagnetismu).[21]

Sistemes naturales d'unidaes[editar | editar la fonte]

En delles disciplines ye conveniente definir sistemes d'unidaes que dexen simplificar los cálculos y les midíes. Estos sistemes definen les sos unidaes a partir de magnitúes qu'asoceden de manera frecuente na naturaleza. Ente les disciplines onde asocede esto tán la astronomía, el electromagnetismu, la física de partícules y la física atómica.

N'astronomía[editar | editar la fonte]

N'astronomía ye bien común atopar unidaes definíes a partir de magnitúes física de ciertos oxetos. Distintes unidaes de llargor tán definíes a partir de distancies astronómiques:[22]

  • Unidá astronómica (AU), definida orixinalmente como la distancia media dende'l Sol a la Tierra (anguaño afitada en 149 597 870 700 m).[23]
  • Pársec (PC), definíu como la distancia a la cual una unidá astronómica subtiende un ángulu de 1 segundu d'arcu.
  • Añu lluz (AL), definíu como la distancia percorrida pola lluz nel vacíu mientres un añu.

Ye bien común l'usu de les magnitúes físiques del Sol pa definir unidaes que, d'otra manera, seríen desaxeradamente grandes:[24]

Otres unidaes naturales emplegaes n'astronomía, anque menos frecuentemente son el radio terrestre, la masa terrestre, la masa de Xúpiter, etc.

En física cuántica y relativista[editar | editar la fonte]

Nes distintes subdisciplinas de la física qu'utilicen los modelos relativistes y cuánticos, como la física atómica, la física nuclear, la física de partícules, etc., ye común definir sistemes d'unidaes onde les distintes constantes fundamentales tomen el valor de la unidá. Les constantes que se suelen establecer iguales a unu son: la constante de Planck amenorgada (ħ), la velocidá de la lluz (c), la constante de gravitación universal (G), la constante de Boltzmann (kB), la carga del electrón (y), la masa del electrón (my) y la masa del protón (mp).[25][26][27][28][29] Otres eleiciones comunes son definir ciertes cantidaes en términos de la constante d'estructura fina (α):[27][28]

.

Otra unidá comúnmente utilizada como unidá de enerxía ye'l electronvoltio (eV) definíu como la cantidá d'enerxía adquirida por un electrón al acelerase nuna diferencia de potencial d'un voltiu. Esto ye, n'unidaes del SI esto ye 1,602176462 × 10−19 J.[30]

Na siguiente tabla resumir les definiciones comunes pa distintos sistemes d'unidaes.

Cantidá y Símbolu / Sistema d'unidaes Planck
(con unidaes gaussianas)
Stoney Hartree Rydberg «Natural»
(con unidaes de Lorentz–Heaviside)
«Natural»
(con unidaes gaussianas)
Velocidá de la lluz nel vacíu
Constante de Planck amenorgada
Carga del electrón
Constante de Josephson
Cosntante de von Klitzing
Constante de gravitación universal
Constante de Boltzmann
Masa del electrón

N'electromagnetismu[editar | editar la fonte]

En electromagnetismu ye posible definir un sistema d'unidaes natural a partir de la llei de Coulomb, que dexa calcular la fuercia exercida ente dos cargues eléctriques y en función de la distancia que dixebra a diches cargues:[31]

ye una constante que'l so valor depende del sistema d'unidaes escoyíu (nel SI, tien un valor averáu de 9 × 109 N m² C−2). Nesti sistema d'unidaes natural —conocíu como sistema gaussiano d'unidaes— escuéyese'l valor de felicidá constante igual a la unidá.[31] D'esta manera, dos cargues eléctriques de 1 statC (statcoulomb, la unidá de carga eléctrica definida nesti sistema d'unidaes) de magnitú dixebraes una distancia de 1 cm sienten una fuercia de 1 dyn de magnitú. A partir d'esto puédense definir otres unidaes como'l statamperio (1 statC/s), etc. Les unidaes del sistema gaussiano en munches ocasiones son consideraes como parte del sistema CGS.[31]

Tables de conversión[editar | editar la fonte]

Les unidaes del SI nun fueron adoptaes nel mundu enteru. Los países anglosaxonos utilicen munches unidaes del SI, pero inda empleguen unidaes propies de la so cultura, como'l pie, la llibra, la milla, etc.[32] N'Estaos Xuníos, el SI nun ye utilizáu cotidianamente fuera del ámbitu de la ciencia y la medicina.[33]

Nel saléu inda s'usen la milla y la llegua náutiques.[34][6] Nes industries del mundu inda s'utilicen unidaes como: PSI, BTU, galones per minutu, granos por galón, barriles de petroleu, etc. Por eso inda son necesaries les tables de conversión, que converten el valor d'una unidá al valor d'otra unidá de la mesma magnitú.[35] Exemplu: Con una tabla de conversión conviértense 5 p al so valor correspondiente en metros, que sería de 1,524' m.[36]

Errores de conversión[editar | editar la fonte]

Al convertir unidaes cometen inexactitud, porque dacuando, el valor convertíu nun equival esactamente a la unidá orixinal, por cuenta de que'l valor del factor de conversión pue ser inesactu.

Exemplu: 5 lb son aprosimao 2,268 kg, porque'l factor de conversión indica que 1 lb vale aprosimao 0,4536 kg. Sicasí, 5 lb equivalen a 2,26796185 kg, porque'l factor de conversión foi definíu de tal manera que 1 lb equival esactamente a 0,45359237 kg.[7]

Sicasí, la conversión d'unidaes ye usada frecuentemente pos, polo xeneral, basta tener valores averaos.[37]

Tipos d'unidaes de midíes[editar | editar la fonte]

Dependiendo de les magnitúes físiques que se riquir midir, utilícense distintos tipos d'unidaes de midida. Ente estos podemos mentar los siguientes tipos:

  1. Unidaes de capacidá
  2. Unidaes de densidá
  3. Unidaes d'enerxía
  4. Unidaes de fuercia
  5. Unidaes de llargor
  6. Unidaes de masa
  7. Unidaes de pesu específicu
  8. Unidaes de potencia
  9. Unidaes de superficie
  10. Unidaes de temperatura
  11. Unidaes de tiempu
  12. Unidaes de velocidá
  13. Unidaes de mafa
  14. Unidaes de volume
  15. Unidaes eléctriques

Símbolos[editar | editar la fonte]

Munches unidaes tienen un símbolu acomuñáu, de normal formáu por una o delles lletres del alfabetu llatín o griegu (por casu "m" simboliza "metro"). Esti símbolu allúgase a la derecha d'un factor qu'espresa cuántes vegaes dicha cantidá atópase representada (por casu "5 m" quier dicir "cinco metros").

Ye común referise a un múltiplu o submúltiplu d'una unidá, que indíquense allugando un prefixu delantre del símbolu que lu identifica (por casu "km", símbolu de "kilómetru", equival a "1.000 metros").

Siguiendo otru exemplu una midida concreta de la magnitú "tiempu" podría ser espresada pola unidá "segundu", al pie de el so submúltiplu "mili" y el so númberu d'unidaes (12). De forma embrivida: t = 12 ms (los símbolos de magnitúes suélense espresar en cursiva, ente que los d'unidaes suélense espresar en lletra redonda).[38]

Factores de conversión d'unidaes[editar | editar la fonte]

Dellos factores de conversión ente sistemes d'unidaes comunes y el Sistema Internacional son:[39]

  • Tiempu
    • 1 h = 60 min = 3600 s
    • 1 min = 60 s
    • 1 día = 24 h = 1.44 x 10³ min
  • Llargor
    • 1 m = 100 cm = 39.4 in = 3.28 ft
    • 1 ft = 12 in = 0.305 m
    • 1 km = 1000 m = 0.621 la mio
    • 1 la mio = 5280 ft = 1609 m
    • 1 yarda = 0.915 m
  • Presión
    • 1 pascal = 1 N/m² = 2.09×10-2 lb/ft² = 1.45×10-4 lb/in²
    • 1 atm = 1.013×105 Pa = 14.7 lb/in² (PSI) = 760 mm Hg

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. 1,0 1,1 JCGM (2008), «Unit of measurement (unité de mesure)», p. 6.
  2. JCGM (2008), «Base unit - Derived unit (Unité de base - Unité dérivée)», p. 7
  3. JCGM (2008), «System of units (Système d'unités)», p. 8.
  4. NASA Technical Standards Program. «A Brief History of Measurement Systems» (inglés). Consultáu'l 6 de mayu de 2014.
  5. 5,0 5,1 Rowlett (2001), «The English Customary Systems».
  6. 6,0 6,1 Rowlett (2001), «League».
  7. 7,0 7,1 Rowlett (2001), «pound (lb, lbm, or #)».
  8. Rowlett (2001), «ounce (oz or oz av)».
  9. Rowlett (2001), «grain (gr)».
  10. Rowlet (2001), «quintal (q)».
  11. Rowlett (2001), «arroba (@)».
  12. Rowlett (2001), «day».
  13. Rowlett (2001), hour «(h or hr)».
  14. Rowlett (2001), «week (wk)».
  15. Rowlett (2001), «year (a or y or yr)».
  16. Rowlett (2001), «month (mo or mon)».
  17. 17,0 17,1 17,2 17,3 Resnick (1993), p. 2.
  18. Resnick (1993), p. 5.
  19. Resnick (1993), pp. 7 y 8.
  20. Bureau International deas Poids et Mesures - The International System of Mesures, p. 109.
  21. Bureau International deas Poids et Mesures - The International System of Mesures, p. 128.
  22. International Astronomical Union. «Measuring the Universe: The IAU and Astronomical Units» (inglés). Consultáu'l 19 de mayu de 2014.
  23. International Astronomical Union (31 d'agostu de 2012). «RESOLUTION B2 on the re-definition of the astronomical unit of length». Consultáu'l 22 de setiembre de 2012.
  24. (2006) Handbook of Space Astronomy and Astrophysics, 3.ª (en inglés), Cambrige University Press, 25. ISBN 9780521782425.
  25. Gauge field theories: an introduction with applications, Guidry, Apéndiz A.
  26. An introduction to cosmology and particle physics, Domínguez-Tenreiro y Quirós, p. 422.
  27. 27,0 27,1 Ray, T.P.. «Stoney's Fundamental Units». Irish Astronomical Journal 15. Bibcode1981IrAJ...15..152R. 
  28. 28,0 28,1 (1997) Electronic structure of disordered alloys, surfaces and interfaces, illustrated, Springer, 3. ISBN 978-0-7923-9798-4.
  29. Wilczek, Frank, 2007, "Fundamental Constants", Frank Wilczek web site.
  30. Bureau International deas Poids et Mesures. «Non-SI units accepted for use with the SI, and units based on fundamental constants» (inglés). Archiváu dende l'orixinal, el 4 d'avientu de 2004. Consultáu'l 27 de mayu de 2014.
  31. 31,0 31,1 31,2 (1999) Introduction to Electrodynamics, 3.ª, Prentice Hall, xv. ISBN 0-13-805326-X.
  32. Resnick (1993), p. 3.
  33. Axencia Central d'Intelixencia Central Intelligence Agency (ed.): «Appendix G : Weights and Measures» (inglés). The World Factbook. Consultáu'l 3 de setiembre de 2011.
  34. Rowlett (2001), «nautical mile (nmi, naut el mio, n mile, or NM)».
  35. Rowlett (2001), «avoirdupois weights».
  36. Resnick (1993), p. A-10.
  37. Resnick (1993), p. 8.
  38. Bureau International deas Poids et Mesures, Organisation Intergouvernamentale de la Convention du Mètre (2006) «The International System of Units» (n'inglés), pp. 130-135. Consultáu'l 19 de mayu de 2014.
  39. A. Lewis Ford, Roger A. Freedman (2005). Física universitaria con física moderna, A-6. ISBN 9702606721.

Bibliografía[editar | editar la fonte]

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]



Unidad de medida