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“Sistemas de medidas.” Objetivo: Indagar los Sistemas de Unidades que se utilizan en el mundo, puesto q varían dependiendo del país que se tome como referencia; para ellos también es necesario tener en cuenta conceptos como magnitud, medida. Desarrollo. ¿Qué es una MAGNITUD? Es todo aquello que se puede expresar cuantitativamente, dicho en otras palabras es susceptible a ser medido. ¿Qué es MEDIDA? Es el resultado de comparar la cantidad de magnitud que queremos medir con la unidad de esa magnitud; este resultado se expresa mediante un número seguido de la unidad que hemos utilizado. Medir es el proceso empírico y objetivo mediante el cual se asignan números a las propiedades de los objetos o sucesos del mundo real, de forma que las relaciones entre los números describan las relaciones entre las propiedades de los objetos o sucesos. CLASIFICACIÓN DE LAS MAGNITUDES FÍSICAS A. Magnitudes Fundamentales Son aquellas que sirven de base para escribir las demás magnitudes. En mecánica, tres magnitudes fundamentales son suficientes: La longitud, la masa y el tiempo. Las magnitudes fundamentales son: Longitud Masa Tiempo Intensidad de corriente eléctrica Temperatura termodinámica Intensidad luminosa Cantidad de sustancia

L M T I θ J μ

B. Magnitudes Derivadas Son aquellas magnitudes que están expresadas en función de las

Magnitudes fundamentales; Ejemplos: Velocidad

m/s

Aceleración

m/s

Fuerza Trabajo Superficie (área)

N J

m2

Densidad Presión Potencia

M/L3 Pa W

2

C. Magnitudes Suplementarias (Son dos), realmente no son magnitudes fundamentales ni derivadas; sin embargo se les considera como magnitudes fundamentales: Angulo plano Angulo solido

Φ Ω

POR SU NATURALEZA A. Magnitudes Escalares Son aquellas magnitudes que están perfectamente determinadas con sólo conocer su valor numérico y su respectiva unidad. Ejemplos:

B. Magnitudes Vectoriales Son aquellas magnitudes que además de conocer su valor numérico y unidad, se necesitan la dirección y sentido para que dicha magnitud quede perfectamente determinada. Ejemplos:

Las magnitudes tensoriales son las que caracterizan propiedades o comportamientos físicos modelables mediante un conjunto de números que cambian tensorialmente al elegir otro sistema de coordenadas asociado a un observador con diferente estado de movimiento o de orientación. De

acuerdo

con

el

tipo

de

magnitud,

debemos

escoger leyes

de

transformación de las componentes físicas de las magnitudes medidas, para poder ver si diferentes observadores hicieron la misma medida o para saber qué medidas obtendrá un observador, conocidas las de otro cuya orientación y estado de movimiento respecto al primero sean conocidos.

SISTEMA DE UNIDADES La necesidad de tener una unidad homogénea para determinada magnitud, obliga al hombre a definir unidades convencionales. Origen del Sistema de Unidades:

Convencionalmente: 1 Pulgada 1 Pie 1 Yarda

2,54 cm 30,48 cm 91,14 cm

“Sistema internacional de medidas”

Para resolver el problema que suponía la utilización de unidades diferentes en distintos lugares del mundo, en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas (París, 1960) se estableció el Sistema Internacional de Unidades (SI). Para ello, se actuó de la siguiente forma: 

En primer lugar, se eligieron las magnitudes fundamentales y la unidad

correspondiente

a

cada

magnitud

fundamental.

Una magnitud fundamental es aquella que se define por sí misma y es independiente de las demás (masa, tiempo, longitud, etc.). 

En segundo lugar, se definieron las magnitudes derivadas y la unidad correspondiente derivada es

a

cada

aquella

que

magnitud se

derivada.

obtiene

Una magnitud

mediante

expresiones

matemáticas a partir de las magnitudes fundamentales (densidad, superficie, velocidad).

1. UNIDADES DE BASE Son las unidades respectivas de las magnitudes fundamentales. Magnitud Longitud Masa Tiempo Intensidad de corriente eléctrica Temperatura termodinámica Intensidad luminosa Cantidad de sustancia PATRON PRIMARIO.

Unidad metro Kilogramo Segundo Ampere Kelvin Candela Mol

Símbolo m Kg s A K cd mol

Metro: Basado en la longitud de onda de la luz emitida por una lámpara de Criptón especial. El metro a su vez se definió originariamente como 1/10.000.000 de la distancia en la superficie de la Tierra desde el ecuador al polo, y se midió como tal sobre una barra de platino-iridio conservada en la Oficina internacional de pesos y medidas, cerca de París.

Cuando se dispuso de métodos de prueba más perfectos que demostraron que la barra estaba sujeta a cambios de longitud mínimos pero detectables, se redefinió el metro como 1.650.763,73 longitudes de onda en el vacío de la línea rojo-anaranjada del espectro del elemento criptón 86, que se supone invariable. Kilogramo: Un cilindro de aleación de platino que se conserva en el laboratorio Nacional de Patrones en Francia. El gramo se define como el equivalente al peso de un centímetro cúbico de agua en su máxima densidad; es decir, de agua en un recipiente de una centésima parte del metro en longitud, ancho y altura. Segundo: Basado en la frecuencia de la radiación de un oscilador de cesio especial. Es la duración de 9192.631.770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio (133Cs), a una temperatura de 0 K. Esta definición está comprendida en el estudio científico y atómico de dicho compuesto el cual fue utilizado por los indicadores del Sistema Internacional para ser beta definitiva de la unidad. Sin embargo, hasta finales de, siglo XIX se tomaba en cuenta el recorrido que da el sol en forma de arco sobre la tierra en vista suprema desde el humano. Ampere: Con base en la de fuerza magnética entre dos alambres que transportan la misma corriente. Es la intensidad de una corriente constante que, mantenida entre dos conductores paralelos rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y colocados a la distancia de un metro uno de otro en el vacío, producirá una fuerza igual a 2·10 -7 N por metro de longitud. Kelvin: Definido por la temperatura a la que hierve el agua y se congela simultáneamente si la presión es adecuada.

Equivale a 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua, en la cual el sólido, el líquido y el gas están en equilibrio; la escala Kelvin establece el punto de fusión del agua en el valor 273,16 y el de ebullición en 373,16 y el cero absoluto equivale a -273,16 C, la temperatura más baja que se puede alcanzar. Candela: Basado en la radiación de una muestra de platino fundido preparada especialmente. Se define como la intensidad luminosa, en una dirección dada de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 x 1012 Hz y cuya intensidad energética en esa dirección es de 1/683 watt por estereorradián (16ª Conferencia General de Pesas y Medidas, 1979). Mol: Con base en las propiedades del carbono 12. De manera estándar, la mol está definida como “la cantidad de sustancia que contiene el mismo número de partículas que los átomos contenidos en exactamente 12g de carbono-12”.

De manera experimental, se ha

determinado que el número de partículas en un mol de una sustancia es de 6.022 x 1023. 2. UNIDADES SUPLEMENTARIAS Son las unidades correspondientes a las magnitudes suplementarias, sin embargo se les considera como unidades de base. Magnitud Angulo plano Angulo solido

Unidas Radian Estereorradián

Símbolo rad sr

PATRON PRIMARIO. Radian: Unidad de medida para ángulos. Un radián se define como la medida de un ángulo central cuyos lados cortan un arco igual en longitud al radio en la circunferencia del círculo. Ya que la longitud de este arco es igual a un radio del círculo, se dice que la medida de este ángulo es un radián. 1 radián = (180/ π) ° = 57.296° Estereorradián: Es el ángulo sólido sobre la superficie de una esfera correspondiente a un casquete cuya área equivale al cuadrado del radio de la esfera considerada. Es el equivalente tridimensional al radián. Su símbolo es sr. Un estereorradián se define como "el ángulo sólido formado entre el centro de una esfera de radio unitario y una porción de superficie de esa

esfera de una unidad cuadrada". Según esta definición, y al igual que una circunferencia tiene 2×π radianes, una esfera tendrá 4×π estereorradianes. 3. UNIDADES DERIVADAS Son

las

unidades

correspondientes

a

las

magnitudes

derivadas.

A

continuación sólo se presentarán algunas de ellas. Magnitud Fuerza Área (superficie)

Unidad Newton Metro cuadrado

Símbolo N

Velocidad Volumen

Metro por segundo Metro cúbico

m/s

m/s 3

Trabajo Presión Potencia Frecuencia Capacidad eléctrica Resistencia eléctrica

Joule Pascal Watt Hertz Faradio ohm

J Pa W Hz f Ω

m2

PATRON PRIMARIO. Newton: es la unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Unidades. Se define como la fuerza que aplicada durante un segundo a una masa de 1 kg incrementa su velocidad en 1 m/s. Esta definición se obtiene de la aplicación inmediata de la 2ª Ley de Newton: Fuerza que aplicada a una masa de 1kg le comunica una aceleración de 1

m s−2 .

Metro cuadrado: la palabra superficie deriva del latín superficies. En su uso más usual, se refiere a una porción de terreno o al límite de algo (es decir, a lo diferencia entre lo que es un cuerpo o una entidad y aquello que no lo es). Metro por segundo: es una unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades tanto para rapidez (escalar) como para el módulo de la velocidad (vectorial). Se define por la distancia (en metros) dividida por el tiempo (en segundos). Joule: un julio es el trabajo realizado por una fuerza de 1 newton para desplazar 1 m en la dirección de la fuerza a un objeto cuya masa sea de 1 kg.

Pascal: un pascal es la presión normal (perpendicular) que una fuerza de un newton ejerce sobre una superficie de un metro cuadrado. Watts: un vatio es la potencia que genera una energía de un julio por segundo. En términos eléctricos, un vatio es la potencia producida por una diferencia de potencial de un voltio y una corriente eléctrica de un amperio. Hertz: un hercio es un ciclo por segundo. Unidad de frecuencia (número de veces que se repite por segundo cualquier fenómeno) electromagnética

“Sistema Ingles de medidas” A diferencia del SI el sistema inglés es el sistema de unidades no-métricas que se utilizan actualmente en los Estados Unidos y cada vez en menor medidas .Este utiliza unidades de base y derivadas como: Longitud: pulgada, pie, yarda y milla Superficie: yarda cuadrada Volumen: pulgada cúbica, pie cúbico y yarda cúbica Masa: onza

La mayoría de los países del mundo utilizan el metro como unidad de longitud, sin embargo, algunas naciones de habla inglesa, usan otras medidas que no pertenecen a nuestro sistema decima de pesas y medidas. Esas medidas se llaman inglesas y tienen nombres distintos de los que nosotros usamos. Unidades de longitud Unidad 1 pulgada 1 pie 1 yarda 1 rod 1 cadena 1 furlong 1 milla

Símbolo In ft. yd. rd. ch fur mi

Sistema ingles 25.4 12 in 3 ft. 5.5 yd. 4 rd. 10 ch 8 fur

S. international 2,54 cm 30,49 cm 91,44 cm 5,0292 m 20,1168m 201,168 m 1609,344 m

1 legua

3 mi

4828,032 m

PATRON PRIMARIO. Pie: El pie. Decretado por Carlomagno como la longitud de su propio pie, más menos 32,26 cm. Sin embargo, el pie anglosajón se normalizó a una longitud equivalente a 30,48 cm. Su uso principal se empleó para la medición de alturas. Pulgada: La pulgada. En el siglo X se estableció como la distancia que había entre el nudillo y el dedo pulgar del rey Edgardo, es decir, la longitud del pulgar. Esta medida se estableció con un valor equivalente a 2,54 cm.

Yarda: Su origen según se cuenta se remonta al rey Enrique I. Quien estableció su medida como la distancia de su nariz hasta la punta de sus dedos de la mano. Su valor equivale a 91,44 cm. Braza: Una braza es una unidad de longitud náutica, usada generalmente para medir la profundidad del agua. Se llama braza porque equivale a la longitud de un par de brazos extendidos, aproximadamente dos metros, o 6 pies en el sistema de medición estadounidense. Actualmente es considerada arcaica e imprecisa.

Rod (vara): La Vara era una unidad de longitud española antigua que equivalía a 33 pulgadas. Según la longitud de la pulgada (en cada región podía tener un valor diferente) la vara podía medir entre 75 y 92 centímetros.

La vara castellana, la más extendida, medía 83,59 cm, y estaba dividida en dos codos o en cuatro palmos.

Cadena: En 1620, el clérigo Edmund Gunter desarrollado un método de topografía con precisión con un equipo de baja tecnología, con lo que se conoce como cadena de Gunter, lo que era de 66 pies de largo y de la práctica de la utilización de la cadena, la palabra trasladado a la unidad de medición actual. Su cadena contaba con 100 enlaces, y el enlace se utiliza como una subdivisión de la cadena como una unidad de longitud. Furlong: En la antigüedad los granjeros británicos construían cercas de piedras para demarcar sus terrenos, con una longitud aproximada de un furlong. Los labriegos hacían surcos equivalentes a lo que hoy serian 220 yardas o un furlong. La palabra furlong es una abreviación de la palabra furrow-long, o un surco de largo. Milla: es una unidad de longitud que no forma parte del Sistema Métrico Decimal. De origen muy antiguo, fue heredada de la Antigua Roma y equivalía a la distancia recorrida con mil pasos, siendo un paso la longitud avanzada por un pie al caminar -el doble de lo que ahora se consideraría un paso. La milla romana medía unos 1481 metros, y por tanto, un paso simple era de unos 74 cm. Pero actualmente mide 1.6 km. Legua: es una antigua unidad de longitud que expresa la distancia que una persona, a pie, o en cabalgadura, puede andar durante una hora; es decir, es una medida itineraria. Dado que una persona recorre normalmente a pie una gama de distancias, la legua se mantiene en esa gama, pero según el tipo de terreno predominante en cada país o según la conveniencia estatal, la palabra legua abarca normalmente distancias que van de los 4 a los 7 km.

Unidades de Peso Unidad 1 onza 1 libra

equivalencia 28,3 gr 0,453 gr

PATRON PRIMARIO. Onza: La onza (símbolo: oz) es una unidad de masa usada desde la Antigua Roma para pesar con mayor precisión las mercancías y otros artículos, especialmente si su peso era menor que una libra romana. La onza todavía se usa corrientemente en los países anglosajones, y antiguamente su uso era más extendido en toda Europa. Libra: es una unidad de masa usada desde la Antigua Roma. La palabra (derivada del latín) significa "escala o balanza", y todavía es el nombre de la principal unidad de peso y masa usada ahora sólo en los Estados Unidos y, de manera informal, en algunos otros países, como Cuba. En Estados Unidos, 1 libra equivale a 0.45359237 kilogramos y a su vez 1 kilogramo es igual a 2,20462262 libras. Unidades de volumen Unidad 1 galon 1 onza fluida o liquida

equivalencia 3,785 litros 0,029 litros = 29 mililitros

PATRON PRIMARIO. Galón: En 1824, Gran Bretaña adoptó una aproximación del galón de cerveza conocida como el galón imperial. Este galón estaba basado en el volumen de 10 libras de agua destilada pesado en el aire, con una presión barométrica de 30 pulgadas de mercurio (1016 milibares/mbar u 101,6 kPa) y a una temperatura de 62°F (16,667°C), de donde resultan 277,41945 pulgadas cúbicas (1 pulgada = (2.54 cm), una pulgada cúbica = 16,387064 cm3). Onza fluida: La onza líquida también pertenece al sistema imperial y al estadounidense, con sus mínimas diferencias. En países donde se utilizan

estos sistemas, es común encontrar envases de líquidos y bebidas que utilizan esta medida, además de ser una unidad de medida para cocteles. Unidad de masa Unidad Slug

equivalencia 14,58893064245951 kilogramos

Slug: se define como la masa que se desplaza a una aceleración de 1 ft/s² cuando se ejerce una fuerza de una libra sobre ella. De la ecuación F=ma "despejando" m=F/a tendríamos lo siguiente: 1 unidad de masa = unidad de fuerza / unidad de aceleración. El Slug es la unidad de medida para masa en el Sistema Inglés de unidades. Un slug es la masa que se acelera 1 pie/s2 cuando se le aplica una fuerza de 1 lb.f

Esta unidad se utiliza para

medir la masa, cuando la fuerza se mide en libras-fuerza. Conclusión Los sistemas de medidas desde la antigüedad han sido muy necesarios, cada civilización ha tenido su propia madera de medir las cosas; por esta razón fue necesario estandarizar los sistemas y crear uno que abarque con las unidades principales para poder utilizarles en cualquier parte del mundo, este sistema es el Internacional que muchas naciones lo adoptaron por su eficacia es el más utilizado en los distintos continentes. Bibliografía http://www.fisic.ch/app/download/2959501213/03+magnitudes+fisicas+i+ (1).pdf?t=1300225485 https://conlamenteabierta.wordpress.com/2010/03/22/pulgada-pie-yyarda/

“Universidad Técnica de Ambato” Ingeniería industrial en Procesos de Automatización

Estática Temas: Magnitud Medida

Sistemas de medidas

Alumno: Curso: 4 “B” Fecha: 2015-05-25

Septiembre - febrero 2015 - 2016

Magnitud

Medida

Es toda aquella propiedad física que puede ser medida.

Es el resultado de comparar la cantidad de magnitud que queremos medir con la unidad de esa magnitud Sistemas de unidades

Es un conjunto de unidades de medida consistente, estándar y uniforme. En general definen unas pocas unidades de medida a partir de las cuales se deriva el resto.

ema Ingles Sistema internacional ema de unidades no métricas que se utilizan en algunos países de habla inglesa Surgió para resolver problemas que se tenía al utilizar diferentes unidade Unidades

Unidades

Unidades

Unidades de

Unidades de

Unidades de

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