Sistemas de Unidades y Magnitudes Fundamentales: Definiciones Esenciales
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Sistemas de Unidades de Medida
A lo largo de la historia, se han desarrollado diversos sistemas para estandarizar las mediciones. A continuación, se presentan los más relevantes:
- Sistema Métrico Decimal: Primer sistema unificado de medidas.
- Sistema Cegesimal o CGS: Denominado así porque sus unidades básicas son el centímetro, el gramo y el segundo.
- Sistema Natural: En el cual las unidades se escogen de forma que ciertas constantes físicas valgan exactamente 1.
- Sistema Técnico de Unidades: Derivado del sistema métrico con unidades del anterior, todavía utilizado en la técnica por ser unidades muy intuitivas.
- Sistema Inglés: Aún utilizado en los países anglosajones. Muchos de ellos lo están intentando reemplazar por el Sistema Internacional de Unidades.
- Sistema Internacional de Unidades (SI): Es el sistema más usado globalmente. Sus unidades básicas son: el metro, el kilogramo, el segundo (unidad de tiempo), el ampere, el kelvin, la candela y el mol.
Además de estos, existen unidades prácticas usadas en diferentes campos y ciencias. Por ejemplo, en la Astronomía, al tratar con distancias muy grandes, se utilizan unidades adecuadas al campo que no pertenecen al Sistema Internacional de Unidades u otros sistemas aplicables en otros campos de la física. Para la longitud se tienen el Pársec, el Año luz, la Unidad Astronómica y el Radio Solar. Para la masa: la Masa Solar, el Brillo, el Jansky, etc.
Definición de las Magnitudes Fundamentales del SI
Las siete magnitudes fundamentales del Sistema Internacional de Unidades (SI) son la base para todas las demás mediciones. Sus definiciones precisas son cruciales para la ciencia y la tecnología:
Longitud
Un metro se define como la distancia que viaja la luz en el vacío en 1/299.792.458 segundos. Esta norma fue adoptada en 1983, cuando la velocidad de la luz en el vacío fue definida exactamente como 299.792.458 m/s.
Masa
Un kilogramo se define como la masa del Kilogramo Patrón, un cilindro compuesto de una aleación de platino-iridio que se guarda en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Sèvres, cerca de París. Actualmente es la única unidad que se definía por un objeto patrón, aunque su definición ha sido rebasada por una basada en constantes fundamentales desde 2019.
Tiempo
Un segundo (s) es el tiempo requerido por 9.192.631.770 ciclos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio-133. Esta definición fue adoptada en 1967.
Intensidad de Corriente Eléctrica
El ampere (A) es la intensidad de una corriente eléctrica constante que, mantenida en dos conductores paralelos de longitud infinita, de sección circular despreciable y ubicados a una distancia de 1 metro en el vacío, produce una fuerza entre ellos igual a 2×10-7 newtons por cada metro.
Temperatura Termodinámica
El kelvin (K) se define como la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
Cantidad de Sustancia
Un mol (mol) es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kg de carbono-12. Cuando se usa el mol, las entidades elementales deben ser especificadas y pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones, otras partículas o grupos específicos de tales partículas.
Intensidad Luminosa
Una candela (cd) es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite radiación monocromática con frecuencia de 540 × 1012 Hz, de forma que la intensidad de radiación emitida, en la dirección indicada, es de 1/683 W/sr (vatios por estereorradián).