DPTO. FISICA APLICADA II - EUAT

Transcripción

1 Apéndice A Unidades mecánicas A.1. Sistema Internacional En 1960 se estableció un sistema práctico de unidades que recibió el nombre de Sistema Internacional de Unidades, cuya abreviatura es SI en todos los idiomas. En España el SI se declaró de uso legal, por ley en En el SI se distinguen tres clases de unidades: básicas o fundamentales, derivadas y suplementarias. Las unidades básicas o fundamentales del SI son siete: el metro (correspondiente a la magnitud longitud), el kilogramo (masa), el segundo (tiempo), el ampère o amperio (intensidad de corriente eléctrica), el kelvin (temperatura termodinámica), el mol (cantidad de sustancia) y la candela (intensidad luminosa). Las definiciones de las unidades básicas son, desde las fechas indicadas entre paréntesis, las siguientes: El metro es la longitud del trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/ segundos (1983). El kilogramo es la masa del prototipo internacional del kilogramo construido en París en 1889 (1901). El segundo es la duración de periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133 (1967). El ampère (o amperio) es la intensidad de una corriente constante que, manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro, en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual newton por metro de longitud (1948). 1 Ley 88/1967 de 8 de noviembre de En su artículo 4 o, la ley disponía la obligatoriedad de la enseñanza del SI en el nivel que corresponda, y en su artículo 8 o amenazaba con penas y sanciones a los contraventores. Un decreto de 25 de abril de 1974 adoptó las modificaciones que había sufrido el SI desde la fecha de la ley hasta entonces. Posteriormente, la ley 3/1985 de 18 de marzo de 1985 determina como las unidades legales de medida las del SI. Estas unidades quedaron establecidas en el real decreto 1317/1987 de 27 de octubre de 1987, modificado por el real decreto 1737/1997, de 20 de noviembre de

2 254 Unidades mecánicas El kelvin es la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua (1967). El mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12 (1971). La candela es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 watt por estereorradián (1979). Unidades derivadas del SI son, por ejemplo, el metro cuadrado (superficie), el metro por segundo (velocidad) o el newton, o kilogramo-metro por segundo cuadrado (fuerza). Por último, las unidades suplementarias del SI son aquéllas que pueden considerarse básicas o derivadas según la ocasión. Son (de momento) dos: el radián (ángulo plano), y el estereorradián (ángulo sólido). La tabla A.1 recoge las unidades mecánicas del SI que usaremos en este texto. En la columna de la derecha se muestra la equivalencia de las unidades derivadas con las unidades fundamentales. Los símbolos de las unidades se escriben en caracteres ordinarios, no se pluralizan y no deben ir seguidos de punto a menos que se encuentren al final de una frase. La letra o primera de las letras del símbolo de una unidad sólo se escribe con mayúscula cuando el nombre de la unidad proviene de un nombre propio. Para designar múltiplos o submúltiplos de las unidades (tanto básicas como derivadas) se usan los prefijos indicados en la tabla A.2. Obsérvese que la única de las unidades básicas cuyo nombre y símbolo contienen un prefijo es la unidad de masa. Esto es así por razones históricas.

3 A.1 Sistema Internacional 255 Magnitud Unidad Símbolo Equivalencia en unidades fundamentales del SI Longitud metro m m Tiempo segundo s s Masa kilogramo kg kg Ángulo plano radián rad rad Ángulo sólido estereorradián sr sr Frecuencia hertz (hercio) Hz s 1 Superficie metro cuadrado m 2 m 2 Volumen metro cúbico m 3 m 3 Densidad kilogramo por metro cúbico kg/m 3 kg/m 3 Velocidad metro por segundo m/s m/s Aceleración metro por segundo cuadrado m/s 2 m/s 2 Momento lineal kilogramo-metro por segundo kg m/s kg m/s Fuerza newton (neutonio) N kg m/s 2 Presión pascal Pa kg/(m s 2 ) Energía, trabajo joule (julio) J kg m 2 /s 2 Potencia watt (vatio) W kg m 2 /s 3 Momento de inercia kilogramo-metro cuadrado kg m 2 kg m 2 Momento de una fuerza newton-metro N m kg m 2 /s 2 Viscosidad dinámica pascal-segundo Pa s kg/(m s) TABLA A.1: Algunas unidades mecánicas del Sistema Internacional. Entre paréntesis figuran los nombres de unidades admitidos en el Diccionario de la Lengua Española de la Real Academia Española. Prefijo Símbolo Factor yotta Y zetta Z exa E peta P tera T giga G 10 9 mega M 10 6 kilo k 10 3 hecto h 10 2 deca da 10 Prefijo Símbolo Factor deci d 10 1 centi c 10 2 mili m 10 3 micro µ 10 6 nano n 10 9 pico p femto f atto a zepto z yocto y TABLA A.2: Prefijos del Sistema Internacional.

4 256 Unidades mecánicas A.2. Otros sistemas Desgraciadamente, en el ámbito de la arquitectura y la ingeniería es frecuente usar también unidades de otros sistemas. Por ello en la tabla A.3 recogemos las unidades mecánicas más frecuentes del sistema cegesimal (CGS) y en la tabla A.4 las del sistema técnico o terrestre. En la última columna de estas dos tablas se muestra la equivalencia con las correspondientes unidades del SI. En la tabla A.5 se recogen algunas unidades de uso frecuente admitidas en el SI. Por último, en la tabla A.6 se recogen unidades de uso frecuente explícitamente desaconsejadas en el SI. Longitud centímetro cm 10 2 m Tiempo segundo s 1 s Masa gramo g 10 3 kg Presión baria baria 10 1 Pa Fuerza dina dyn 10 5 N Energía, trabajo ergio erg 10 7 J Viscosidad dinámica poise P 10 1 Pa s TABLA A.3: Algunas unidades del sistema cegesimal. Masa unidad técnica de masa UTM 9,8 kg Fuerza kilogramo fuerza o kilopondio kgf o kp 9,8 N Presión kilogramo fuerza por centímetro cuadrado kgf/cm 2 o kp/cm Pa Energía, trabajo kilográmetro kgm 9,81 J TABLA A.4: Algunas unidades del sistema técnico. Tiempo minuto min 60 s hora h 3600 s día d s Masa tonelada t 10 3 kg Ángulo plano grado sexagesimal θ (π/180) rad Volumen litro l 10 3 m 3 Presión bar bar 10 5 Pa atmósfera atm Pa torr o milímetro de mercurio Torr o mm Hg 133,3 Pa TABLA A.5: Otras unidades admitidas.

5 A.2 Otros sistemas 257 Ángulo plano grado centesimal θ g (π/200) rad Energía caloría cal 4,18 J kilovatio-hora kwh 3, J Potencia caballo de vapor (métrico) CV 735,5 W caballo de vapor (no métrico) HP 746 W TABLA A.6: Unidades desaconsejadas. Nombre Mayúscula Minúscula Equivalencia en español Alfa A α a Beta B β b Gamma Γ γ g Delta δ d Épsilon E ǫ,ε e (breve) Dseta Z ζ ds Eta H η e (larga) Theta Θ θ, ϑ th Iota I ι i Kappa K κ k Lambda Λ λ l Mu M µ m Nu N ν n Xi Ξ ξ x Ómicron O o o (breve) Pi Π π, p Rho P ρ, r Sigma Σ σ, ς s Tau T τ t Ípsilon Υ υ u Fi Φ φ, ϕ f Ji X χ j Psi Ψ ψ ps Omega Ω ω o (larga) TABLA A.7: Alfabeto griego.