La Ley LEY DE METROLOGIA, promulgada en Bs. As., el 02 de marzo de 1972, establece en su artículo primero:

Transcripción

1 Una irada hacia el interior del SI.ME.L.A. (Sistea Métrico Legal Argentino), la base legal que lo sostiene y la definición de sus unidades básicas y derivadas. Introducción La observación de un fenóeno es en general, incopleta a enos que dé lugar a una inforación cuantitativa. Para obtener dicha inforación, se requiere la edición de una propiedad física. Así, la edición constituye una buena parte de la rutina diaria del físico experiental. La edición es la técnica por edio de la cual asignaos un núero a una propiedad física, coo resultado de una coparación de dicha propiedad con otra siilar toada coo patrón, la cual se ha adoptado coo unidad. Supongaos una habitación cuyo suelo está cubierto de baldosas, tal coo se ve en la figura, toando una baldosa coo unidad, y contando el núero de baldosas edios la superficie de la habitación, 30 baldosas. En la figura inferior, la edida de la isa superficie da una cantidad diferente 15 baldosas. La edida de una isa agnitud física (una superficie) da lugar a dos cantidades distintas debido a que se han epleado distintas unidades de edida. Este ejeplo, nos pone de anifiesto la necesidad de establecer una única unidad de edida para una agnitud dada, de odo que la inforación sea coprendida por todas las personas. Para poder ponerse de acuerdo en las ediciones realizadas, la counidad científica de fines del Siglo XVIII, logra diseñar el Sistea Métrico Decial basado en paráetros relacionados con fenóenos físicos. Ya en la segunda itad del Siglo XX, se encaró la adopción de un nuevo sistea de ayor precisión en cuanto a la referencia con los fenóenos físicos de sus unidades fundaentales de edidas adaptado a los crecientes avances de la ciencia, y que a la vez tuvo la aplitud y universalidad suficientes, para abarcar las necesidades evidenciadas en la proliferación de las distintas raas de la ciencia. De esta anera, en la 11a sesiones de la Conferencia General de Pesas y Medidas en octubre de 1960, celebradas en París, cuna del Sistea Métrico Decial, se estableció definitivaente el Sistea Internacional de Unidades (S.I.), basado en 6 unidades fundaentales -etro, kilograo, segundo, apere, Kelvin, candela-, perfeccionado y copletado posteriorente en las 12 a, 13 a y 14 a Conferencias, agregándose en 1971 la séptia unidad fundaental, la ol, que ide la cantidad de ateria Aplicación en la Argentina Fundaentación Legal. La Ley LEY DE METROLOGIA, proulgada en Bs. As., el 02 de arzo de 1972, establece en su artículo priero: El Sistea Métrico Legal Argentino (SIMELA) estará constituido por las unidades, últiplos y subúltiplos, prefijos y síbolos del Sistea Internacional de Unidades (S I) tal coo ha sido recoendado por la Conferencia General de Pesas y Medidas hasta su Décio-cuarta Reunión y las unidades, últiplos, subúltiplos y síbolos ajenos al S I que figuran en el cuadro de unidades del SIMELA que se incorpora a esta ley coo anexo. En el artículo tercero del DECRETO 878/1989 (Que reeplaza al anexo de la Ley N /72), de 27 de junio de 1989 por el que se establecen las Unidades Legales de Medida, publicado en el Boletín Oficial del 4 de julio, establece: Los Ministerios, Secretarías y dependencias de la Adinistración Central, y los organisos y epresas descentralizadas, toarán las disposiciones necesarias para asegurar el uso efectivo del SIMELA (Sistea Métrico Legal Argentino) en los capos de la educación, la salud, la ciencia, la técnica, la industria y el coercio.

2 Sistea Internacional de Unidades (SI) Unidades básicas. Magnitud Síbolo Nobre Síbolo Longitud l etro Masa kilograo kg Tiepo t segundo s Intensidad de corriente eléctrica I apere A Teperatura terodináica T kelvin K Cantidad de sustancia n ol ol Intensidad luinosa I v candela cd Unidad de longitud Unidad de asa Unidad de tiepo Unidad de intensidad de corriente eléctrica Unidad de teperatura terodináica Unidad de cantidad de sustancia Unidad de intensidad luinosa El etro () es la longitud de trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiepo de 1/ de segundo. El kilograo (kg) es igual a la asa del prototipo internacional del kilograo El segundo (s) es la duración de periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundaental del átoo de cesio 133. El apere (A) es la intensidad de una corriente constante que anteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un etro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a newton por etro de longitud. El kelvin (K), unidad de teperatura terodináica, es la fracción 1/273,16 de la teperatura terodináica del punto triple del agua. Observación: Adeás de la teperatura terodináica (síbolo T) expresada en kelvins, se utiliza tabién la teperatura Celsius (síbolo t) definida por la ecuación t = T - T 0 donde T 0 = 273,15 K por definición. El ol (ol) es la cantidad de sustancia de un sistea que contiene tantas entidades eleentales coo átoos hay en 0,012 kilograos de carbono 12. Cuando se eplee el ol, deben especificarse las unidades eleentales, que pueden ser átoos, oléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos especificados de tales partículas. La candela (cd) es la unidad luinosa, en una dirección dada, de una fuente que eite una radiación onocroática de frecuencia hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 watt por estereorradián. Unidades derivadas sin diensión. Magnitud Nobre Síbolo Expresión en unidades SI básicas Ángulo plano Radián rad = 1 Ángulo sólido Estereorradián sr 2-2 = 1 Unidad de ángulo plano Unidad de ángulo sólido El radián (rad) es el ángulo plano coprendido 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. Profesor Eduardo Nelson Sierra 2

3 Unidades SI derivadas Las unidades SI derivadas se definen de fora que sean coherentes con las unidades básicas y supleentarias, es decir, se definen por expresiones algebraicas bajo la fora de productos de potencias de las unidades SI básicas y/o supleentarias con un factor nuérico igual 1. Varias de estas unidades SI derivadas se expresan sipleente a partir de las unidades SI básicas y supleentarias. Otras han recibido un nobre especial y un síbolo particular. Si una unidad SI derivada puede expresarse de varias foras equivalentes utilizando, bien nobres de unidades básicas y supleentarias, o bien nobres especiales de otras unidades SI derivadas, se adite el epleo preferencial de ciertas cobinaciones o de ciertos nobres especiales, con el fin de facilitar la distinción entre agnitudes que tengan las isas diensiones. Por ejeplo, el hertz se eplea para la frecuencia, con preferencia al segundo a la potencia enos uno, y para el oento de fuerza, se prefiere el newton etro al joule. Unidades SI derivadas expresadas a partir de unidades básicas y supleentarias. Magnitud Nobre Síbolo Superficie etro cuadrado 2 Voluen etro cúbico 3 Velocidad etro por segundo /s Aceleración etro por segundo cuadrado /s 2 Núero de ondas etro a la potencia enos uno Masa en voluen kilograo por etro cúbico kg/ 3 Velocidad angular radián por segundo rad/s Aceleración angular radián por segundo cuadrado rad/s 2 Unidad de velocidad Unidad de aceleración Unidad de núero de ondas Unidad de velocidad angular Unidad de aceleración angular Un etro por segundo (/s o s ) es la velocidad de un cuerpo que, con oviiento unifore, recorre, una longitud de un etro en 1 segundo Un etro por segundo cuadrado (/s 2 o s -2 ) es la aceleración de un cuerpo, aniado de oviiento uniforeente variado, cuya velocidad varía cada segundo, 1 /s. Un etro a la potencia enos uno ( ) es el núero de ondas de una radiación onocroática cuya longitud de onda es igual a 1 etro. Un radián por segundo (rad/s o rad s ) es la velocidad de un cuerpo que, con una rotación unifore alrededor de un eje fijo, gira en 1 segundo, 1 radián. Un radián por segundo cuadrado (rad/s 2 o rad s -2 ) es la aceleración angular de un cuerpo aniado de una rotación uniforeente variada alrededor de un eje fijo, cuya velocidad angular, varía 1 radián por segundo, en 1 segundo. Profesor Eduardo Nelson Sierra 3

4 Otras Unidades SI derivadas expresadas a partir de unidades básicas y supleentarias. Magnitud Nobre Síbolo Expresión en unidades SI básicas Cantidad de oviiento, ipulso kilograo etro por segundo kg /s kg /s Caudal etro cúbico por segundo 3 /s 3 /s Densidad lineal kilograo por etro kg/ kg/ Densidad superficial kilograo por etro cuadrado kg/ 2 kg/ 2 Densidad voluétrica kilograo por etro cúbico kg/ 3 kg/ 3 Cantidad de oviiento angular, Moento angular, oentu angular kilograo etro cuadrado por segundo kg 2 /s kg 2 /s Moento de Inercia kilograo etro cuadrado kg 2 kg 2-2 Moento de una fuerza newton etro N Tensión superficial newton por etro N/ kg s -2 Ipulso newton por segundo N/s kg s -3 Densidad de energía Joule por etro cúbico J/ 3-2 kg s Unidades SI derivadas con nobres y síbolos especiales. Magnitud Nobre Síbolo Expresión en otras unidades SI Expresión en unidades SI básicas Frecuencia hertz Hz s Fuerza newton N kg s -2 Presión pascal Pa N -2-2 kg s -2 Energía, trabajo, cantidad de calor joule J N Potencia, Flujo Energético watt W J s -3 Cantidad de electricidad, carga eléctrica coulob C s A Potencial eléctrico, diferencia de potencial, fuerza electrootriz, tensión eléctrica volt V W A -3 A Resistencia eléctrica oh Ω V A -2-3 A Capacidad eléctrica farad F C V 2-2 kg s 4 A Flujo agnético weber Wb V s -2 A Inducción agnética tesla T Wb -2 kg s -2 A Inductancia henry H Wb A 2 kg -2 s -2 A Conductancia eléctrica sieens S A V 3-2 kg s Flujo luinoso luen l cd sr Iluinancia lux lx l/ 2 cd sr/ 2 Actividad (de un radionucleo) becquerel Bq 1/s Dosis absorbida, energía ipartida ásica, kera, índice de dosis absorbida gray Gy J/Kg 2 s -2 Dosis equivalente sievert Sv J/Kg 2 s -2 Profesor Eduardo Nelson Sierra 4

5 Unidad de frecuencia Un hertz (Hz) es la frecuencia de un fenóeno periódico cuyo periodo es 1 segundo. Unidad de fuerza Un newton (N) es la fuerza que, aplicada a un cuerpo que tiene una asa de 1 kilograo, le counica una aceleración de 1 etro por segundo cuadrado. Unidad de presión Un pascal (Pa) es la presión unifore que, actuando sobre una superficie plana de 1 etro cuadrado, ejerce perpendicularente a esta superficie una fuerza total de 1 newton. Unidad de energía, trabajo, cantidad de calor Unidad de potencia, flujo radiante Unidad de cantidad de electricidad, carga eléctrica Unidad de potencial eléctrico, fuerza electrootriz Unidad de resistencia eléctrica Unidad de capacidad eléctrica Unidad de flujo agnético Unidad de inducción agnética Un joule (J) es el trabajo producido por una fuerza de 1 newton, cuyo punto de aplicación se desplaza 1 etro en la dirección de la fuerza. Un watt (W) es la potencia que da lugar a una producción de energía igual a 1 joule por segundo. Un coulob (C) es la cantidad de electricidad transportada en 1 segundo por una corriente de intensidad 1 apere. 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 apere cuando la potencia disipada entre estos puntos es igual a 1 watt. Un oh (Ω) 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 apere, cuando no haya fuerza electrootriz en el conductor. Un farad (F) es la capacidad de un condensador eléctrico que entre sus araduras aparece una diferencia de potencial eléctrico de 1 volt, cuando está cargado con una cantidad de electricidad igual a 1 coulob. Un weber (Wb) es el flujo agnético que, al atravesar un circuito de una sola espira produce en la isa una fuerza electrootriz de 1 volt si se anula dicho flujo en un segundo por decaiiento unifore. Una tesla (T) es la inducción agnética unifore que, repartida noralente sobre una superficie de 1 etro cuadrado, produce a través de esta superficie un flujo agnético 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 electrootriz de 1 volt, cuando la corriente eléctrica que recorre el circuito varía uniforeente a razón de un apere por segundo. Unidad de Conductancia Un sieens es la conductancia eléctrica de un conductor cuya resistencia es de 1 oh. Eléctrica Unidad de Flujo Luinoso Un luen es el flujo luinoso eitido uniforeente en un ángulo sólido de 1 estereorradián por una por una fuente puntual cuya intensidad luinosa es 1 candela, colocada en el vértice del ángulo sólido. Unidad de Iluinancia Unidad de actividad Un lux es la unidad producida por un flujo luinoso de 1 luen uniforeente distribuido sobre una superficie de área igual a 1 etro cuadrado. El becquerel es la actividad de un radionucleo en el cual se produciría 1 transición nuclear por segundo Unidad de dosis absorbida El gray es la dosis absorbida por un eleento de ateria hoogénea cuya asa es igual a 1 kilograo, al cual se le iparte una energía de 1 Joule por radiaciones ionizantes de fluencia energética constante. Unidad de dosis equivalente El sievert es la dosis equivalente cuando la dosis absorbida de radiación ionizante ultiplicada por los factores adiensionales estipulados por la Coisión Internacional de Protección Radiológica es de 1 Joule por kilograo. Profesor Eduardo Nelson Sierra 5

6 Unidades SI derivadas expresadas a partir de las que tienen nobres especiales Magnitud Nobre Síbolo Expresión en unidades SI básicas Viscosidad dináica pascal segundo Pa s kg s Entropía joule por kelvin J/K -2 K Capacidad térica ásica joule por kilograo kelvin J/(kg K) 2 s -2 K Conductividad térica watt por etro kelvin W/( K) kg s -3 K Intensidad del capo eléctrico volt por etro V/ kg s -3 A Unidad de viscosidad dináica Unidad de entropía Unidad de capacidad térica ásica Unidad de conductividad térica Un pascal segundo (Pa s) es la viscosidad dináica de un fluido hoogéneo, en el cual, el oviiento rectilíneo y unifore de una superficie plana de 1 etro cuadrado, da lugar a una fuerza retardatriz de 1 newton, cuando hay una diferencia de velocidad de 1 etro por segundo entre dos planos paralelos separados por 1 etro de distancia. Un joule por kelvin (J/K) es el auento de entropía de un sistea que recibe una cantidad de calor de 1 joule, a la teperatura terodináica constante de 1 kelvin, siepre que en el sistea no tenga lugar ninguna transforación irreversible. Un joule por kilograo kelvin (J/(kg K) es la capacidad térica ásica de un cuerpo hoogéneo de una asa de 1 kilograo, en el que el aporte de una cantidad de calor de un joule, produce una elevación de teperatura terodináica de 1 kelvin. Un watt por etro kelvin W/( K) es la conductividad térica de un cuerpo hoogéneo isótropo, en la que una diferencia de teperatura de 1 kelvin entre dos planos paralelos, de área 1 etro cuadrado y distantes 1 etro, produce entre estos planos un flujo térico de 1 watt. Unidad de intensidad del capo eléctrico Un volt por etro (V/) es la intensidad de un capo eléctrico, que ejerce una fuerza de 1 newton sobre un cuerpo cargado con una cantidad de electricidad de 1 coulob. Nobres y síbolos especiales de últiplos y subúltiplos deciales de unidades SI autorizados Magnitud Nobre Síbolo Relación Voluen litro l o L 1 d 3 = Masa tonelada t 10 3 kg Presión y tensión bar bar 10 5 Pa Unidades definidas a partir de las unidades SI, que no son últiplos o subúltiplos deciales. Magnitud Nobre Síbolo Relación vuelta 1 vuelta= 2 π rad Ángulo plano grado º (π/180) rad inuto de ángulo ' (π /10800) rad segundo de ángulo " (π /648000) rad Tiepo inuto in 60 s hora h 3600 s día d s Profesor Eduardo Nelson Sierra 6

7 Unidades SIMELA ajenas al Sistea Internacional. Estas unidades, que provienen de distintos sisteas, constituyen un conjunto heterogéneo que por ser no coherente hace necesario el uso de factores de conversión distintos de 1 para relacionarlas Magnitud Nobre Síbolo Valor en unidades SI Masa unidad de asa atóica u 1, x kg Energía electronvolt ev 1, x 10 9 J watt hora Wh 3,6 x 10 3 J Área hectárea ha 1 x Longitud unidad astronóica UA 1, x parsec pc 3,0857 x Potencia aparente voltapere VA W Potencia reactiva var var W Carga eléctrica apere hora Ah 3,6 x 10 3 C Concentración de ateria ol por litro ol/l 1 kol/ 3 1 Velocidad kilóetro por hora k/h 3,6 s Frecuencia de rotación revoluciones por inuto rp (2 π/60) rad/s Presión sanguínea Milíetros de ercurio Hg 1 Hg 133,322 Pa Múltiplos y subúltiplos deciales Múltiplos Subúltiplos Factor Prefijo Síbolo Factor Prefijo Síbolo yotta Y 10 deci d zeta Z 10-2 centi c exa E 10-3 ili peta P 10-6 icro µ tera T 10-9 nano n 10 9 giga G 10 2 pico p 10 6 ega M 10 5 feto f 10 3 kilo k 10 8 atto a 10 2 hecto h zepto z 10 1 deca da yocto y Profesor Eduardo Nelson Sierra 7

8 Escritura de los síbolos Los síbolos de las Unidades SI, con raras excepciones coo el caso del oh (Ω), se expresan en caracteres roanos, en general, con inúsculas; sin ebargo, si dichos síbolos corresponden a unidades derivadas de nobres propios, su letra inicial es ayúscula. Ejeplo, A de apere, J de joule, Wb de Weber. Los síbolos no van seguidos de punto, ni toan la s para el plural. Por ejeplo, se escribe 5 kg, no 5 kgs Cuando el síbolo de un últiplo o de un subúltiplo de una unidad lleva exponente, ésta afecta no solaente a la parte del síbolo que designa la unidad, sino al conjunto del síbolo. Por ejeplo, k 2 significa (k) 2, área de un cuadrado que tiene un k de lado, o sea 10 6 etros cuadrados y nunca k( 2 ), lo que correspondería a 1000 etros cuadrados. El síbolo de la unidad sigue al síbolo del prefijo, sin espacio. Por ejeplo, c,, etc. El producto de los síbolos de dos o ás unidades se indica con preferencia por edio de un punto, coo síbolo de ultiplicación. Por ejeplo, newton-etro se puede escribir N N, nunca N, que significa ilinewton. Cuando una unidad derivada sea el cociente de otras dos, se puede utilizar la barra oblicua (/), la barra horizontal o bien potencias negativas, para evitar el denoinador. 1 s,, s s No se debe introducir en una isa línea ás de una barra oblicua, a enos que se añadan paréntesis, a fin de evitar toda abigüedad. En los casos coplejos pueden utilizarse paréntesis o potencias negativas. /s 2 o bien s -2 pero no /s/s. (Pa s)/(kg/ 3 ) pero no Pa s/kg/ 3 Los nobres de las unidades debidos a nobres propios de científicos einentes deben de escribirse con idéntica ortografía que el nobre de éstos, pero con inúscula inicial. No obstante, serán igualente aceptables sus denoinaciones castellanizadas de uso habitual, siepre que estén reconocidas por la Real Acadeia de la Lengua. Por ejeplo, aperio, voltio, faradio, culobio, julio, ohio, voltio, watio, weberio. Los nobres de las unidades toan una s en el plural (ejeplo 10 newtons) excepto las que terinan en s, x ó z; en cabio, los síbolos de las unidades no se pluralizan. Por ejeplo es incorrecto escribir 15 Aps. En los núeros, la coa se utiliza solaente para separar la parte entera de la parte decial. Para facilitar la lectura, los núeros pueden estar divididos en grupos de tres cifras (a partir de la coa, si hay alguna) estos grupos no se separan por puntos ni coas. La separación en grupos no se utiliza para los núeros de cuatro cifras que designan un año. Elaborado por Eduardo N. Sierra Profesor en Física - UNSJ gesierra@uolsinectis.co.ar San Juan, Argentina. Año 2005 Referencias LEY DE METROLOGÍA (Ley y Decreto 878/89). Prograa de Metrología Legal. Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI) ( Mulero A., Suero M.A., Vielba A., Cuadros F. El Sistea Internacional de Unidades... en el superercado. Revista Española de Física, Vol 16, nº 5, 2002, págs Profesor Eduardo Nelson Sierra 8

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