Sistema Internacional de Unidades
Introducción
La observación de un fenómeno es en general incompleta a menos a menos que dé lugar a una información cuantitativa. Para obtener dicha información se requiere la medición de una propiedad física. Así, la medición constituye una buena parte de la rutina diaria del físico experimental.
La medición es la técnica por medio de la cual asignamos un número a una propiedad física, como resultado de una comparación de dicha propiedad con otra similar tomada como patrón, la cual se ha adoptado como unidad.
Supongamos una habitación cuyo suelo está cubierto de baldosas, tal como se ve en la figura, tomando una baldosa como unidad, y contando el número de baldosas medimos la superficie de la habitación, 25 baldosas. En la figura de la derecha, la medida de la misma superficie da una cantidad diferente 16 baldosas.
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La medida de una misma magnitud física (una superficie) da lugar a dos cantidades distintas debido a que se han empleado distintas unidades de medida.
Este ejemplo, nos pone de manifiesto la necesidad de establecer una única unidad de medida para una magnitud dada, de modo que la información sea comprendida por todas las personas. Este es el espíritu del Sistema Internacional de Unidades de medida, obligatorio en España y vigente en la Unión Europea (REAL DECRETO 1317/1989, de 27 de octubre de 1989 por el que se establecen las Unidades Legales de Medida, publicado el 3 de noviembre).
En el Perú el sistema legal de unidades del Perú, (Ley 23560), está constituido básicamente por:
- El sistema internacional de unidades SI.
- Las unidades fuera del SI, que se consideran necesarias y convenientes en el país, en concordancia con las resoluciones de la XI Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), realizada en París (Octubre de 1960).
Unidades S.I. Básicas
| Magnitud | Nombre | Símbolo |
| Longitud | metro | m |
| Masa | kilogramo | kg |
| Tiempo | segundo | s |
| Intensidad de corriente eléctrica | ampere | A |
| Temperatura termodinámica | kelvin | K |
| Cantidad de sustancia | mol | mol |
| Intensidad luminosa | candela | cd |
Unidades S.I. Sumplementarias
| Magnitud | Nombre | Símbolo | Expresión en unidades SI básicas |
| Ángulo plano | Radián | rad | m . m-1= 1 |
| Ángulo sólido | Estereorradián | sr | m2 . m-2= 1 |
| El radián (rad), es el ángulo plano comprendido entre dos radios de un círculo que, sobre la circunferencia de dicho círculo, interceptan un arco de longitud igual a la del radio. |
| El estereorradián (sr), es el ángulo sólido que, teniendo su vértice en el centro de una esfera, intercepta sobre la superficie de dicha esfera un área igual a la de un cuadrado que tenga por lado el radio de la esfera. |
Unidades S.I. derivadas
Las unidades SI derivadas se definen de forma que sean coherentes con las unidades básicas y suplementarias, es decir, se definen por expresiones algebraicas bajo la forma de productos de potencias de las unidades SI básicas y/o suplementarias con un factor numérico igual 1.
Varias de estas unidades SI derivadas se expresan simplemente a partir de las unidades SI básicas y suplementarias. Otras han recibido un nombre especial y un símbolo particular.
Si una unidad SI derivada puede expresarse de varias formas equivalentes utilizando, bien nombres de unidades básicas y suplementarias, o bien nombres especiales de otras unidades SI derivadas, se admite el empleo preferencial de ciertas combinaciones o de ciertos nombres especiales, con el fin de facilitar la distinción entre magnitudes que tengan las mismas dimensiones. Por ejemplo, el hertz se emplea para la frecuencia, con preferencia al segundo a la potencia menos uno, y para el momento de fuerza, se prefiere el newton metro al joule.
Unidades SI derivadas expresadas a partir de unidades básicas y suplementarias
| Magnitud | Nombre | Símbolo |
| Superficie | metro cuadrado | m2 |
| Volumen | metro cúbico | m3 |
| Velocidad | metro por segundo | m/s |
| Aceleración | metro por segundo cuadrado | m/s2 |
| Número de ondas | metro a la potencia menos uno | m-1 |
| Masa en volumen | kilogramo por metro cúbico | kg/m3 |
| Velocidad angular | radián por segundo | rad/s |
| Aceleración angular | radián por segundo cuadrado | rad/s2 |
- Unidad de velocidad: Un metro por segundo (m/s o m . s-1) es la velocidad de un cuerpo que, con movimiento uniforme, recorre, una longitud de un metro en 1 segundo.
- Unidad de aceleración: Un metro por segundo cuadrado (m/s2 o m . s-2) es la aceleración de un cuerpo, animado de movimiento uniformemente variado, cuya velocidad varía cada segundo, 1 m/s.
- Unidad de número de ondas: Un metro a la potencia menos uno (m-1) es el número de ondas de una radiación monocromática cuya longitud de onda es igual a 1 metro.
- Unidad de velocidad angular: Un radián por segundo (rad/s o rad . s-1) es la velocidad de un cuerpo que, con una rotación uniforme alrededor de un eje fijo, gira en 1 segundo, 1 radián.
- Unidad de aceleración angular: Un radián por segundo cuadrado (rad/s2 o rad . s-2) es la aceleración angular de un cuerpo animado de una rotación uniformemente variada alrededor de un eje fijo, cuya velocidad angular, varía 1 radián por segundo, en 1 segundo.
Unidades S.I. derivadas con nombres y símbolos especiales
| Magnitud | Nombre (Símbolo) | Expresión en otras unidades SI | Expresión en unidades SI básicas |
| Frecuencia | hertz (Hz) | s-1 | |
| Fuerza | newton (N) | m.kg.s-2 | |
| Presión | pascal (Pa) | N.m-2 | m-1.kg.s-2 |
| Energía, trabajo, calor | joule (J) | N.m | m2.kg.s-2 |
| Potencia | watt (W) | J.s-1 | m2.kg.s-3 |
| Carga eléctrica | coulomb (C) | s.A | |
| Potencial eléctrico o fuerza electromotriz |
volt (V) | W.A-1 | m2.kg.s-3.A-1 |
| Resistencia eléctrica | ohm (W) | V.A-1 | m2.kg.s-3.A-2 |
| Capacidad eléctrica | faradio (F) | C.V-1 | m-2.kg-1.s4.A2 |
| Flujo magnético | weber (Wb) | V.s | m2.kg.s-2.A-1 |
| Inducción magnética | tesla (T) | Wb.m2 | kg.s-2.A1 |
| Inductancia | henry (H) | Wb.A-1 | m2.kg.s-2.A-2 |
- Unidad de frecuencia: Un hertz (Hz) es la frecuencia de un fenómeno periódico cuyo periodo es 1 segundo.
- Unidad de fuerza: Un newton (N) es la fuerza que, aplicada a un cuerpo que tiene una masa de 1 kilogramo, le comunica una aceleración de 1 metro por segundo cuadrado.
- Unidad de presión: Un pascal (Pa) es la presión uniforme que, actuando sobre una superficie plana de 1 metro cuadrado, ejerce perpendicularmente a esta superficie una fuerza total de 1 newton.
- Unidad de energía, trabajo, cantidad de calor: Un joule (J) es el trabajo producido por una fuerza de 1 newton, cuyo punto de aplicación se desplaza 1 metro en la dirección de la fuerza.
- Unidad de potencia, flujo radiante: Un watt (W) es la potencia que da lugar a una producción de energía igual a 1 joule por segundo.
- Unidad de cantidad de electricidad, carga eléctrica: Un coulomb (C) es la cantidad de electricidad transportada en 1 segundo por una corriente de intensidad 1 ampere.
- Unidad de potencial eléctrico, fuerza electromotriz: Un volt (V) es la diferencia de potencial eléctrico que existe entre dos puntos de un hilo conductor que transporta una corriente de intensidad constante de 1 ampere cuando la potencia disipada entre estos puntos es igual a 1 watt.
- Unidad de resistencia eléctrica: Un ohm (W) es la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 volt aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 ampere, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor.
- Unidad de capacidad eléctrica: Un farad (F) es la capacidad de un condensador eléctrico que entre sus armaduras aparece una diferencia de potencial eléctrico de 1 volt, cuando está cargado con una cantidad de electricidad igual a 1 coulomb.
- Unidad de flujo magnético: Un weber (Wb) es el flujo magnético que, al atravesar un circuito de una sola espira produce en la misma una fuerza electromotriz de 1 volt si se anula dicho flujo en un segundo por decaimiento uniforme.
- Unidad de inducción magnética: Una tesla (T) es la inducción magnética uniforme que, repartida normalmente sobre una superficie de 1 metro cuadrado, produce a través de esta superficie un flujo magnético total de 1 weber.
- Unidad de inductancia: Un henry (H) es la inductancia eléctrica de un circuito cerrado en el que se produce una fuerza electromotriz de 1 volt, cuando la corriente eléctrica que recorre el circuito varía uniformemente a razón de un ampere por segundo.
Unidades SI derivadas expresadas a partir de las que tienen nombres especiales
| Magnitud | Nombre | Símbolo | Expresión en unidades SI básicas |
| Viscosidad dinámica | pascal segundo | Pa.s | m-1.kg.s-1 |
| Entropía | joule por kelvin | J/K | m2.kg.s-2.K-1 |
| Capacidad térmica másica | joule por kilogramo kelvin | J/(kg.K) | m2.s-2.K-1 |
| Conductividad térmica | watt por metro kelvin | W/(m.K) | m.kg.s-3.K-1 |
| Intensidad del campo eléctrico | volt por metro | V/m | m.kg.s-3.A-1 |
- Unidad de viscosidad dinámica: Un pascal segundo (Pa . s) es la viscosidad dinámica de un fluido homogéneo, en el cual, el movimiento rectilíneo y uniforme de una superficie plana de 1 metro cuadrado, da lugar a una fuerza retardatriz de 1 newton, cuando hay una diferencia de velocidad de 1 metro por segundo entre dos planos paralelos separados por 1 metro de distancia.
- Unidad de entropía: Un joule por kelvin (J/K) es el aumento de entropía de un sistema que recibe una cantidad de calor de 1 joule, a la temperatura termodinámica constante de 1 kelvin, siempre que en el sistema no tenga lugar ninguna transformación irreversible.
- Unidad de capacidad térmica másica: Un joule por kilogramo kelvin (J/(kg . K) es la capacidad térmica másica de un cuerpo homogéneo de una masa de 1 kilogramo, en el que el aporte de una cantidad de calor de un joule, produce una elevación de temperatura termodinámica de 1 kelvin.
- Unidad de conductividad térmica: Un watt por metro kelvin (W . m/K) es la conductividad térmica de un cuerpo homogéneo isótropo, en la que una diferencia de temperatura de 1 kelvin entre dos planos paralelos, de área 1 metro cuadrado y distantes 1 metro, produce entre estos planos un flujo térmico de 1 watt.
- Unidad de intensidad del campo eléctrico: Un volt por metro (V/m) es la intensidad de un campo eléctrico, que ejerce una fuerza de 1 newton sobre un cuerpo cargado con una cantidad de electricidad de 1 coulomb.
Unidades definidas a partir de las unidades S.I., pero que no son múltiplos o submúltiplos decimales de dichas unidades
| Magnitud | Nombre | Símbolo | Relación |
| Ángulo plano | vuelta | 1 vuelta = 2 p rad | |
| grado | ° | (p/180) rad | |
| minuto de ángulo | ' | (p /10800) rad | |
| segundo de ángulo | '' | (p /648000) rad | |
| Tiempo | minuto | min | 60 s |
| hora | h | 3600 s | |
| día | d | 86400 s |
Unidades en uso con el Sistema Internacional cuyo valor en el S.I. se ha obtenido experimentalmente
| Magnitud | Nombre | Símbolo | Valor en unidades SI |
| Masa | unidad de masa atómica | u | 1,6605402x10-27 kg |
| Energía | electronvolt | eV | 1,60217733x10-19 J |
Múltiplos y Submúltiplos
| Factor | Prefijo | Símbolo | Factor | Prefijo | Símbolo |
| 1024 | yotta | Y | 10-1 | deci | d |
| 1021 | zeta | Z | 10-2 | centi | c |
| 1018 | exa | E | 10-3 | mili | m |
| 1015 | peta | P | 10-6 | micro | μ |
| 1012 | tera | T | 10-9 | nano | n |
| 109 | giga | G | 10-12 | pico | p |
| 106 | mega | M | 10-15 | femto | f |
| 103 | kilo | k | 10-18 | atto | a |
| 102 | hecto | h | 10-21 | zepto | z |
| 101 | deca | da | 10-24 | yocto | y |
Versión: 2.0 (Marzo, 2009)
