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Universidad Evangélica de El Salvador

Asignatura: Biofísica Curso: 1 Ciclo: 1 Registro: 1 Catedrático: Ing. José Guillermo Rivera Pleitez Integrantes del equipo “Asclepios”: Contreras Castro Marcella Patricia – CIF. 256899931 Joma Hernández Alexandra Julissa – CIF. 2015010125 Mendoza Contreras Douglas Roberto – CIF. 2015010129 Morales Garrido Erika Emilia – CIF. 2015010248 Valencia Guerrero Mariela Jazmín – CIF. 2015010246

Índice

Introducción…….………………………………………………………………………. 3 Objetivos…………………..……..……………………………………………………... 4 Desarrollo del contenido…………………………………………………………....... 5 Ejercicios………………………………...…………………………………………….. 12 Léxico………………………………………………………………………………...… 15 Anexos………………………………………………………………………………….. 16 Recomendaciones…………………………………………………………………….. 17 Conclusión……………………………………………………………………………… 18 Bibliografía……………………………………………………………………………… 19

Introducción 2

La medida es necesaria para muchas ciencias, especialmente para la física. Lord Kelvin lo puso de manifiesto con la siguiente frase “suelo decir que cuando se puede medir aquello que se habla y expresarlo en números se sabe algo acerca de ello”. Esta frase resume la necesidad de la medida en las magnitudes que intervienen en física para llegar a un verdadero conocimiento científico de los fenómenos que se estudian. En general, para la correcta interpretación de los fenómenos físicos se deben emplear instrumentos de medida, que sustituyan a los sentidos humanos, siempre ligados a factores de orden personal. En física existen tres sistemas principales de unidades. El empleo de uno u otro dependerá de las características de las magnitudes a medir.

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Objetivos

1. Aplicar el Sistema internacional de Unidades con el propósito de facilitar aspectos de la vida diaria. 2. Comprender el funcionamiento del Sistema de medidas para realizar de manera exitosa los ejercicios prácticos del mismo. 3. Conocer los tipos de sistema de medición, cómo se introdujo cada uno de ellos en el mundo y a la vez desarrollar nuestras capacidades numéricas, teniendo como herramienta clave los tres sistemas citados a continuación.

Sistema Internacional de Unidades 4

¿Qué es el Sistema Internacional de Unidades?

Es un conjunto de sistemas de unidad relacionados entre sí, se utilizan para medir un gran número de magnitudes las cuales se escogen arbitrariamente como patrón para poder expresar todas las magnitudes restantes, resultantes de ellas. De dicho sistema se derivan el resto. Universalmente, se conocen tres sistemas los cuales son los siguientes:

  

Sistema internacional o Giorgi o MKS por ser sus unidades fundamentales el metro, el kilogramo y el segundo. Sistema CGS o cegesimal, cuyas unidades fundamentales son el centímetro, gramo y segundo. Sistema técnico o también llamado terrestre o gravitatorio, tiene por unidades eje el metro, el kilopondio y el segundo.

Además de los tres previamente mencionados, los cuales son los más utilizados y conocidos, existen otros igual de importantes pero menos populares:  

Sistema métrico decimal Sistema natural

Sistema internacional (SI) 5

Una vez finalizada la Revolución Francesa, se tomó la decisión de adoptar el Sistema Métrico Decimal en la Conferencia General de Pesas y Medidas, con el fin de poner orden a la basta cantidad de herramientas utilizadas por la población como instrumentos de medida. Se puede deducir que fue el anteriormente mencionado Sistema Métrico Decimal, el origen de lo que hoy conocemos como Sistema Internacional de Medidas o SI. Para 1960, nace el Sistema Fundamental de Unidades, integrado por seis unidades consideradas las más importantes: el metro, el kilogramo, el segundo, el ampere, el kelvin y la candela. Fue hasta 1971, once años después, que se añadió a estas unidades el mol, cuya finalidad es medir la cantidad de materia que posee un cuerpo. El Sistema Internacional de Unidades surgió gracias a la necesidad de unificar la basta cantidad de subsistemas que dificultaban su conversión internacionalmente. Como su nombre lo indica, este sistema es de uso internacional y cuenta con reglas que se recomienda deben ser respetadas para que se genere un entendimiento global sobre cómo el hombre debe manejar los materiales de medición. Las reglas son las siguientes:

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

Los símbolos siempre se deben escribir con letra minúscula, únicamente se escribirán con letra mayúscula aquellos cuyo origen sea el nombre de un científico.



Se debe utilizar los prefijos múltiplos y submúltiplos en períodos de 1000.



Seleccionar los prefijos adecuados para obtener siempre cifras con no más de cuatro números enteros. Por ejemplo: 298km en lugar de 298000m.

El Sistema Internacional, aparte de las reglas básicas para su utilización, posee componentes fundamentales los cuales se comentan a continuación:  Unidades básicas: son siete unidades básicas que expresan magnitudes físicas, de estas mismas se derivan el resto por medio del análisis dimensional (herramienta que permite simplificar un estudio de cualquier fenómeno que estén involucradas muchas magnitudes).  Dimensiones fundamentales: es la generalización que permite identificar la esencia física de las cosas: qué tan grande, caliente, ancho, veloz, conductor, etc. Es de lo que se está hablando. Sirven de base para expresar una cantidad físicas de manera independiente.  Unidades derivadas: estas son aquellas que se derivan de las magnitudes físicas básicas.  Unidades compuestas: se obtienen por multiplicación o por división de unidades básicas: se forman a partir de las unidades básicas del SI.  Múltiplos y submúltiplos de unidades.

La utilización del Sistema Internacional de medidas es de gran importancia debido a tres razones: o Se garantiza, al ser este un sistema utilizado en todo el mundo, la uniformidad y la exacta equivalencia a escala global de las mediciones. o Se mantiene con seguridad el hecho que afirma una utilización práctica en todos los países del mundo (No importa si un ingeniero Británico va a Brasil a un proyecto que requiere la utilización de medidas ya que en Inglaterra y Brasil el sistema es el mismo). o Se facilitan las acciones comerciales en todo el mundo ya que es como hablar un mismo idioma.

Sistema CGS o cegesimal 7

El Sistema Cegesimal de Unidades o también llamado CGS, fue propuesto por el matemático alemán Karl Gauss en 1832. Pero hasta en el año 1881, se adoptó en el Congreso Internacional de los Electricistas realizado en París, Francia. Este sistema se extendió por todo el mundo y es enseñado en las escuelas del mundo como un sistema alternativo al SI. Su equivalencia en el Sistema Internacional de unidades es la siguiente:

Mag Nom Sím Equival nitud bre bolo encia longit ud masa tiemp o

centí metro gram o segu ndo

cm

10-2 m

g

10-3 Kg

s

1s

Sistema técnico, gravitatorio o terrestre Este sistema arcaico se basó en el peso en la tierra. Fue uno de los primeros sistemas de medición inventados por el hombre, con el pasar de los años y el desarrollo de la tecnología, entró en desuso gracias a la aparición de SI. Como unidades básicas tiene al metro, kilopondio y segundo; en algunos casos incluso se llegó a considerar la caloría como parte de este. El principal motivo por el cual este sistema fue removido de la vida cotidiana es que los ingenieros empezaron a sufrir cambios en sus investigaciones a medida que el objeto era estudiado en otras partes (un cuerpo no pesará lo mismo en equis lugar ya que factores como la presión y altura, por dar ejemplos, lo harán variar). Esta la razón por la cual el SI fue aclamado en todas partes ya que uniformemente sin importar donde se midiera los resultados eran homogéneos.

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FUERZA a kilogramo (kgf) Newton (N) kilogramo (kgf) Newton (N)

Para convertir kilopontio (kip) kilopontio (kip) libra (lb) libra (lb)

Multiplicar por: 453.6 4448 0.4536 4,448

Tablas de conversión Para convertir Pulgada Pie (ft) Yarda (yd) Pulgada

Para convertir caballo de fuerza (hp) (550ft lb / sec)

Para convertir kilopondios/pulgada cuadrada (ksi) libra/pie cuadrado (psf) libra/pulgada cuadrada (psi) libra/pulgada cuadrada (psi) libra/pie cuadrado (psf)

LONGITUD a Milímetro (mm) Metro (m) Metro (m) Metro (m)

Se multiplica por 25.4 0,0254 0,3047 0,9144

POTENCIA a watt (w)

multiplicar por 745.7

PRESIÓN O TENSIÓN a megapascal (MPa)

multiplicar por 6.895

kilopascal (kPa) kilopascal (kPa)

0.04788 6,895

megapascal (MPa)

0.006895

kilogramo/metro cuadrado (kgf/m2)

4,882

MASA POR UNIDAD DE VOLUMEN (DENSIDAD) Para convertir A multiplicar por: libra/pie cúbico (pcf) kilogramo/metro cúbico 16.02 (kg/m3) 9

libra/yarda cúbica (pcy)

kilogramo/metro cúbico (kg/m3)

0.5933

MASA (PESO) POR UNIDAD DE LONGITUD. Para convertir a multiplicar por kilopontio/pie lineal (klf) kilogramo/metro (kg/m) 0.001488 libra/pie lineal(plf) kilogramo/metro (kg/m) 1,488 libra/pie lineal (plf) newton/metro (N/m) 14,593

Para convertir milla por hora (mph) milla po hora (mph)

Para convertir libra (lb) tonelada (t) (2000lb) tonelada (t) (2000lb) Grain (peso equivalente a 0.006 gramos) tonelada (t)

Para convertir unidad térmica británica (Btu) kilowatt hora (kWh) Para convertir Pulgada cubica (cu in) Pie cubico (cu ft) Yarda cubica (cu yd) Galón (gal ) Canada Galón (gal) Canada Galón (gal) Estados Unidos Galón (gal) Estados Unidos

VELOCIDAD a kilómetro/hora (km/h) metro/segundo (m/s)

multiplicar por 1,609 0.4470

MASA a kilogramo (kg) kilogramo (kg) tonelada (t) kilogramo (kg)

multiplicar por: 0.4536 907.2 0.9072 0.00000000648

kilogramo (kg)

1000

ENERGÍA a joule (j) joule (j) VOLUMEN a Metro Cubico (m3) Metro cubico (m3) Metro cubico (m3) Litro (l) Metro cubico (m3) Litro (l) Metro cubico (m3)

multiplicar por 1056 3,600,000 Se multiplica por 0,00001629 0,02832 0,7646 4,546 0,004546 3,785 0,003785

10

Para convertir Pie cuadrado (sq ft) Pulgada cuadrada (sq in) Pulgada cuadrada (sq in) Yarda cuadrada (sq yd)

Para convertir libra pulgada (in/lb) kilopontio pie (ft/k)

AREA a Metro cuadrado (m2) Milímetro cuadrado (mm2) Metro cuadrado (m2) Metro cuadrado (m2)

MOMENTO FLEXOR O TORSOR a newton metro newton metro

Se multiplica por 0,09290 645,2 0,0000006452 0,8361

multiplicar por 1,356 1,356

Ejercicios 1. Convertir 7.8km a m 7.8km (1000) 7.8km= 7,800m 2. Convertir 28,75cm a m 28,75cm/ 100 11

28,75cm= 0.875 m 3. Completa las igualdades 27km = 270hm 27km (10) 4. Los excursionistas de un colegio recorrieron en tren 204,5km, 720hm en ómnibus, 80.5 dam en auto y 13,640m a pie ¿Cuantos metros recorrieron en total? 204,5km (1000) = 204,500m 80.5dam (10) = 805m 720hm (100) = 72,000 13640m = 290,945m 5. Convertir 275mg a dg 275mg/ 100dg 275mg= 2.75dg 6. Convertir 2.7m a cm 2.7m (100cm) = 2.7m = 270cm

7. Convertir 2.5km a m 2.5km (1000m) = 2.5km = 2500m 8. Completa la siguiente igualdad 15m = 15000mm 15m (1000mm) 9. Una cuerda mide 89.07cm de longitud. Si dividimos en tres segmentos iguales dicha cuerda. ¿Cual es la longitude en mm de cada segmento? 89.07cm a mm 89.07cm (10mm) 890.7mm / 3 296.9mm por segmento 12

10. Convertir 846kg a g 846kg (1000g) 846kg = 846000g 11. Convertir 2 KG a G 2kg (100g) 2kg = 200g 12. Convertir 6 pulgadas a milímetros 1 pulgada = 25.4mm 25.4mm (6pulgadas) = 152.4mm 13. Convertir 25pies a m2. 1pie = 0.09290 m2 25pies (0.09290m2) = 2.3225 m2 14. Convertir 20Hg a g 1 Hg = 100g 20 Hg (100g) = 2000g

15. Convertir 720h a s 1h = 3600s 720h (3600s) = 2592000s 16. Convertir 58cm a m 1m = 100 cm (58cm x 1m) / 100cm = 0.58m 17. Resuelva (8m + 3cm) a mm 8m = 800cm 800cm + 3cm = 803 cm 1 cm = 10 mm 803 cm (10mm) / 1cm = 8030mm 18. ¿Cuántos barriles son 2100 galones? 2100galones / 55 barriles = 38.1818barriles 13

19. Expresa primero en metros y después en mm la siguiente magnitud: 456cm 456cm / 100mm = 0.46m 456cm (10mm) = 14560mm 20. Una tabla mide 21.5pulgadas de ancho, exprese esta medición en cm 1pulgada = 2.54cm 21.5pulgadas (2.54cm) / 2.54cm = 54.6cm

Léxico Metro: longitud del camino recorrido por la luz en el vacío durante un tiempo de 1/229792458 de segundo.

Kilogramo: es la masa del prototipo internacional, es la unidad de la masa decretada en la sede del BIPM.

Segundo: es la unidad de tiempo en el Sistema Internacional de Unidades, el Sistema Cegesimal de Unidades y el Sistema Técnico de Unidades, sesenta de estos conforman el minuto.

Kelvin: es la fracción 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua (273.16 k).

Ampere: es la intensidad de la corriente eléctrica constante. Mol: es la cantidad de unidades elementales (átomos, moléculas iones, etc.). Candela: es la unidad que mide la intensidad luminosa en una dirección dada. 14

Anexos El sistema internacional de unidades (SI), es un sistema coherente universal utilizado en todo el mundo con el propósito de homogeneizar la manera de medir las cosas. Empleado tanto en el ámbito científico-técnico, como en la vida diaria, su actualización e investigación es respaldada por muchas instituciones y encomendada a varios científicos los cuales pasan años inventando, puliendo y modificando dicho sistema. Se justifica el perpetuo estudio del mismo debido a la búsqueda de una mayor exactitud y una menor incertidumbre a la hora de desempeñar las prácticas. Como ejemplo paradigmático, la nueva definición del kilogramo, basada en la determinación de la constante de Planck, permitirá acabar con el único patrón materializado existente en la actualidad, el prototipo internacional del kilogramo, que data de 1889 y adolece de falta de estabilidad a largo plazo, y facilitará la obtención de la unidad de masa en cualquier tiempo y lugar. Para los siguientes años, se espera que los científicos encargados de investigar e inventar nuevas formas (más exactas) de medir logren modificar y 15

perfeccionar la medición de factores tales como: radioactividad, presión, y nadie descarta, la medición de la oscuridad.

Recomendaciones

1. Cada vez que se intente hacer un cálculo que relaciones al SI, ser muy exigentes con la exactitud del resultado (de ser posible, repetirlo hasta dos veces para asegurar la respuesta). 2. Antes de medir, verificar que los instrumentos de medición estén perfectamente calibrados para evitar los errores. 3. En toda ciencia, para aventurarnos a ejercitar de forma numérica, se debe tener clara la teoría, aconsejamos estudiar incluso la historia para que nuestro desenvolvimiento en el tema sea óptimo.

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4. A pesar de que el Sistema Internacional es oficialmente el método a utilizar para medir en nuestro país, nunca está de más aprender incluso los sistemas desfasados. ¡Jamás sabemos cuándo serán útiles!

Conclusión Desde el principio de los tiempos, el hombre se ha empeñado en medir todo aquello que le es un enigma. Al inicio, de manera arcaica, la forma de medir era extremadamente tosca, valiéndose de partes de su cuerpo, cuerdas e incluso el sol. Ahora, con el avance de la tecnología, han aparecido diferentes instrumentos que respetan unidades de medidas que atribuyen la necesidad de saber qué tan lejos, qué tan rápido, qué cantidad, cuánto pesa, etc. Universalmente, todos los países del mundo, han aprendido a utilizar medidas ícono para crear grandes estructuras. ¿Qué sería de nosotros sin el metro? ¿Sin el kilogramo? De seguro una vida poco coordinada y vagamente geométrica. La perfecta utilización de estos sistemas explicados en el reporte son de gran importancia para la humanidad.

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Bibliografía Prieto, E. (2012). El Sistema Internacional de Unidades (SI) y su próxima revisión. E media, revista española de metrología, s/p. Recuperado de: http://www.emedida.es/documentos/Numero-1/el-sistema-internacional-de-unidades-siy-su-proxima-revision.htm EcuRed. (16 de 12 de 2013). Recuperado de: http://www.ecured.cu/index.php/Sistema_Cegesimal_de_Unidades Ibañez, J. (s.f.). Sistema Internacional de Unidades. Barcelona: Ingeniería. Recuperado de: http://www.jji-ingenieria.com/pdf/SI.PDF

Página de donde fueron extraidos los ejercicios:

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Matemática primaria. (13 de 11 de 2013). Recuperado de http://matematica1.com/sistema-internacional-de-unidades-s-i-ejercicios-desexto-de-primaria/ A. Gallego, R. Garcinuño, J. Morcillo, M. Vasquez. Química básica. UNED. (Página 21).

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