Magnitudes-Unidades-Fuerza - Energía

Magnitud: Propiedad o Cualidad que es susceptible de ser medida y por lo tanto

puede expresarse cuantitativamente.

Unidades o Sistema de Unidades: Conjunto de referencias (Unidades) elegidas arbitrariamente

para medir todas las magnitudes.

• El ser Humano por naturaleza se empeña en medir, definir, comparar. Por lo tanto desde sus orígenes se estableció la necesidad de medir.

• Las primeras magnitudes empleadas fueron la longitud y la masa. Aquellas más intuitivas.

• Para la longitud se estableció como unidad el tamaño de los dedos (pulgadas) y la longitud del pie (pie), entre otros. Algunas sociedades siguen

utilizando esta forma de medir.

También existen otros sistemas métricos como:

• El Sistema métrico inglés

• Sistema técnico

• el Sistema usual de unidades en Estados unidos (SUEU) que usan otras unidades de medida. El sistema métrico más actual corresponde al

Sistema Internacional de Unidades ( S.I. ) y gran parte de las unidades usadas con frecuencia se han

definido en término de las unidades estándar del S.I.

• Además aparecieron dos nuevos sistemas derivados del anterior: C.G.S. y el Sistema de Giorgi.

• La Conferencia General de Pesas y Medidas, que ya en 1948 había establecido el Joule (J) como unidad de energía (1 Cal = 4,186 J), en la 10a Conferencia (1954) adoptó el

Sistema MKSA (metro, kilogramo masa, segundo, amperio)

Sistema Internacional de Unidades S.I.

• Permite unificar criterios respecto a la unidad de medida que se usará para cada magnitud.

• Es un conjunto sistemático y organizado de unidades adoptado por convención

• El Sistéme International d´Unités (SI) esta compuesto por tres tipos de magnitudes

I. Magnitudes fundamentales II. Magnitudes derivadas

III. Magnitudes complementarias

I. Magnitudes Fundamentales

• El comité internacional de pesas y medidas ha establecido siete cantidades básicas, y asignó unidades básicas oficiales a cada

cantidad

AAmpereCorriente eléctrica

molmolCantidad de sustancia

cdCandelaIntensidad luminosa

KKelvinTemperatura

ssegundoTiempo

kgkilogramoMasa

mmetroLongitud

Símbolo de la unidad

Unidad básica

cantidad

I. Magnitudes fundamentales

Definición actual de “metro” (año 1983)

El nuevo estándar de longitud del S.I. se definió como:

• La longitud de la trayectoria que recorre una onda luminosa en el vacío durante un

intervalo de tiempo igual a

1 / 299 792 458 segundos.

Definición actual de “segundo” (año 1976)

El nuevo estándar de tiempo del S.I. se definió como:

• el tiempo necesario para que el átomo de Cesio 133 vibre 9 192 631 770 veces

(periodos de la radiación correspondiente a la transición entre dos niveles hiperfinos)

II. Magnitudes Derivadas

• Es posible medir muchas magnitudes además de las siete fundamentales, tales como: presión, volumen, velocidad, fuerza, etc.

• El producto de dos o más magnitudes fundamentales da como resultado una magnitud derivada que se mide en unidades derivadas.

II. Magnitudes derivadasMagnitud unidad básica Símbolo de la

unidad

Area metro cuadrado m2

Volumen metro cúbico m3

Frecuencia Hertz 1 / s = Hz

Densidad de masa kilogramo por metro cúbico

kg / m3

Velocidad metro por segundo m / s

Velocidad angular radián por segundo rad / s

Aceleración metro por segundo cuadrado

m / s2

Fuerza Newton kg m /s2 = N

Presión Pascal N / m2 = Pa

Trabajo y energía Joule N m = J

Potencia Watt J/s = W

Carga eléctrica Coulomb A s = C

Resistencia eléctrica Ohm Ω

luminosidad Candela por metro cuadrado

cd / m2

III. Magnitudes Complementarias

• Son de naturaleza geométrica

• Se usan para medir ángulos

magnitud Unidad de medida

Símbolo de la unidad

Ángulo plano Radián rad

Ángulo sólido Esterorradián sr

• Las unidades del S.I. no se han incorporado en forma total en muchas aplicaciones industriales sobre todo en el caso de aplicaciones mecánicas y térmicas, debido a que las conversiones a gran escala son costosas. Por este motivo la conversión total al S.I. tardará aún mucho tiempo. Mientras tanto se seguirán usando viejas unidades para la medición de cantidades físicas

• Algunas de ellas son: pie (ft), slug (slug), libra (lb), pulgada (in), yarda (yd), milla (mi), etc.

ENERGÍA

• Supone la capacidad de la materia para modificar su propio estado o el de otra materia.

Características  - Se transforma.

  - Se transfiere.  - Se conserva.  - Se degrada.

• La energía es una propiedad o atributo de todo cuerpo o sistema material en virtud de la cual éstos pueden transformarse modificando su situación o estado, así como actuar sobre otros originando en ellos procesos de transformación.

• Sin energía, ningún proceso físico, químico o biológico sería posible. Dicho en otros términos, todos los cambios materiales están asociados con una cierta cantidad de energía que se pone en juego, se cede o se recibe.

FUERZA• Se define como la causa que puede

modificar el estado de la materia, tanto si está en movimiento como en reposo.

• Su definición es similar a la de la energía, con un matiz diferenciador:

• “La fuerza es causa del cambio, la energía es la capacidad de cambiar”

• De modo natural, todos los cuerpos ejercen interacciones entre sí. Al hacerlo, producen

efectos que pueden cambiar la forma de algunos o pueden moverlos o detenerlos.

• La magnitud de estas interacciones se puede medir utilizando el concepto de fuerza, la cual podemos

definir así:• “Fuerza es la interacción entre dos cuerpos, que produce cambios ya sea en la forma o en el estado

(reposo o movimiento) de ellos.”