2. Las magnitudes y el Sistema Internacional


Corresponde a la sesión de GA 7.2 GRANDES Y PEQUEÑAS ¡MUY... INTERNACIONALES!

Después de un tiempo en que el hombre observó el universo, le surgieron algunas interrogantes como:

¿Cuál es el tamaño del sol?

¿A qué distancia se encuentra?

¿Cuántos animales tenía que cazar?, y un sinfín de preguntas más.

Empezó a comparar los animales que cazaba, con objetos que tenía a su alrededor, llegando de esta manera al concepto de número; observó también que había lugares cercanos y algunos más lejanos, hizo una inmensidad de comparaciones más, hasta llegar a definir una magnitud como todo aquello que puede ser medido, contado o pesado.

Luego comparó algunas magnitudes con el tamaño de su mano, su pie, o su brazo, y se dió cuenta que los resultados obtenidos con esta forma de medir variaban, porque las personas no tenían el mismo tamaño en dichas partes de sus cuerpos, entonces la medición era diferente por lo que necesitó buscar patrones de medida que fueran más precisos, y que al realizar una medición, las medidas obtenidas fueran iguales sin importar quién las hubiera realizado.

De esa forma se estableció que medir es comparar la unidad de medida que se toma arbitrariamente con una magnitud cualquiera.

Las magnitudes se clasifican en fundamentales y derivadas.

Las magnitudes fundamentales son las que no se pueden definir a partir de otras, es decir, son las magnitudes básicas o elementales, siendo: longitud, masa, tiempo y temperatura, entre otras.

Las magnitudes derivadas son aquellas que se definen a partir de las magnitudes fundamentales como el área el volumen y la densidad, entre otras. Para medir estas magnitudes se utilizaron unidades de medida diferentes, formándose de esta manera diversos sistemas de unidades como el MKS, CGS, el inglés y el decimal, cada país ocupaba el que creía conveniente.

Al paso del tiempo los científicos notaron la necesidad de unificar las unidades de medida, por lo que los investigadores franceses se dieron a la tarea de buscar un sistema de unidades que fuera simple y claro, así tomaron como base el sistema métrico decimal, formándose el Sistema Internacional de Unidades (SI) que es el usado por la mayoría de las naciones. Estados Unidos e Inglaterra son países que utilizan el sistema inglés de medida.

El cuadro siguiente muestra algunas de las unidades que se utilizan en estos sistemas.

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Sistema Internacional de Unidades (SI)

Las magnitudes fundamentales en el Sistema Internacional son: longitud, masa, tiempo, temperatura, corriente eléctrica e intensidad luminosa.

La longitud se utiliza para medir la distancia que existe entre dos puntos, su unidad de medida es el metro patrón (m) que se define como la emisión de 1 650 763.73 veces la longitud de onda de luz del gas kriptón 86.

La cantidad de materia que tiene un cuerpo se conoce como masa, su unidad de medida es el kilogramo patrón (kg), para poder definir esta unidad primero se define un gramo (g) como la masa que ocupa un centímetro cúbico (cm3) de agua pura y partiendo de ésta se dice que el kilogramo es la masa de un cilindro de platino iridiado que pesa 1 000 gramos.

El tiempo es el periodo que transcurre de un momento a otro, su unidad patrón es el segundo (s), en esta definición se toma en cuenta que el día está dividido en 24 horas, una hora en 60 minutos y un minuto en 60 segundos.

Entonces 24 x 60 x 60 = 86 400

Por lo tanto un segundo equivale a Graphics del día solar medio.

PUNTO TRIPLE DEL AGUA

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La temperatura es el calor promedio que tiene un cuerpo, su unidad patrón es el kelvin (°K). La escala Kelvin tiene dos puntos fijos que son el cero absoluto (0°K), que es la temperatura más baja posible y el punto triple del agua (273.16°K y 4.6 mm Hg) en el cual se presenta en sus tres estados: sólido, líquido y gaseoso

Por lo tanto un kelvin (°K) es igual a Graphics del intervalo comprendido entre el cero absoluto y el punto triple del agua.

La unidad de corriente eléctrica es el amperio, que se define como la corriente que al circular por dos hilos largos paralelos, y separados por un metro en el espacio libre, produciría una fuerza entre los mismos, debida a sus campos magnéticos de Graphics N/m.

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La intensidad luminosa o candela que mide el flujo luminoso que emite cualquier fuente de luz, se define como la intensidad luminosa de 1/600 000 de m² de un cuerpo negro a la temperatura de solidificación del platino (2 045 °K).

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Al usar estas unidades de medida., se observa que en ocasiones son muy grandes o muy pequeñas para realizar las mediciones que se requieren, por lo tanto, fue necesario crear los múltiplos que son medidas mayores a las unidades patrón y los submúltiplos que son magnitudes más pequeñas que ellas.

La tabla siguiente muestra los prefijos que se utilizan para nombrar a los múltiplos y submúltiplos.

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Los múltiplos y submúltiplos se utilizan para un mejor manejo de cantidades y para realizar las conversiones que se requieran empleando las equivalencias.

Por ejemplo:

Para convertir 5 kg a gramos se aplica una regla de tres, de la siguiente forma: se utiliza la equivalencia que ya se conoce

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Entonces se multiplica en forma de cruz

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La multiplicación que se realiza es en la que se conocen los dos factores, y se divide entre la tercera cantidad que se tiene, en este caso es:

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Por lo tanto X = 5 000g

Las equivalencias se utilizan a lo largo del estudio de la física.


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