Revista de Ia Universidad de Costa Rica No. 41 23 SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDI DAS M.S. Fabio Gonzalez S. * PRESENTACION La adopcion del Sistema Intemacional de unidades hace necesario que los profesores y maestros lo conozcan y sepan usarlo. La enseiianza de las ciencias, y en especial Ia didactica de Ia fisica, se simplifica con Ia adopcion de un sistema unico de unidades. El estudio de Ia mecanica se facilita notablemente y en los topic-os -de calor solo es necesario presentar el julio en vez de Ia caloria y adoptar Ia escala Kelvin de temperaturas, en ta'~to que Ia optica no requiere de ningtin cambio. BOSQUEJOHISTORICO El primer sistema de unidades electricas fue presentado por Gauss y Weber alia por el aiio 1850 y tenia por base.el.sistema conocido con el nombre de CGS (centimetro, gramo, segundo). En el afio 1861 una Comision de Ia Royal British Association definio las llamadas unidades practicas de Ia electricidad que incluian el ohmio, el voltio y el coulombio. El Congreso In temacional de Pesas y Medidas adopto, en el afio 1881, el sistema CGS de unidades conjuntamente con las unidades practicas incluyendo el ohmio, voltio, amperio, coulomhio y faradito. Posteriormente se agregaron el julio, el vatio, el henrio y el weber. En 1882, Oliverio Heaviside propuso un sistema unico de unidades como medio para simplificar Ia ensefianza de Ia ciencia, yen todos sus escritos, a partir del a flo 1892, hizo uso del sistema conocido hoy dia con el nombre de MKS (metro, kilogramo, segundo). Juan Giorgi, en el aii.o 1901, formulo el sistema practico de unidades electricas que toma como unidades fundamentales el metro, el kilogramo y el No fue sino basta 1934 que la Comision para estudio de las unidades Electricas y Magneticas adopto el sistema MKS de unidades y finalmente en el afio 1960 Ia Comision General de Pesas y Medidas aproho el Sistema Intemacional de Medidas que incorpora el sistema MKSA racionalizado (metro, kilogramo, segundo, amperio). VENTAJAS DEL SISTEMA MKSA Profesor de la Escuela de Fisica. Facultad de Ciencias
24 Revista de Ia Universidad de Costa Rica No. 41 Las ventajas del sistema MKSA pueden ser resumidas en los siguientes puntos: 1. Esta basado en las unidades fundamentales de longitud, masa, tiempo e intensidad de Ia corriente electrica. 2. Forma un sistema unico de unidades. 3. Las relaciones dimensionales entre sus unidades no presentan exponentes fraccionarios. 4. Opera conjuntamente con un sistema decimal de muitiplos y submliltiplos. UNIDADES Y SUS SIMBOLOS Cantidad Slmbolo Unidad M K SA Longitud l,s metro m Mas a m kilogramo kg Tiempo t segundo 8 Velocidad v m.s- 1 Aceleracion a m.s 2 Velocidad angular 8 1 Frencuencia angular s 1 Frecuencia hertz (Hz) s 1 Cantidad de Movimiento p m. k g.s -1 Fuerza F newton (N) m. k g.s -2 Momento angular L m2.kg.s-1 Momenta de fuerza m2.kg.s-2 Trabajo w julio (J) m2.kg.s-~ Potencia p vatio (W) m2.kg.s-.: Energia V,E julio (J) m2.kg.s- : Temperatura T OK m2.kg.s- partlcula Difusion D m2.s 1 conductividad Termica K m. k g. s -3 viscosidad m -lk. g.s Modulo de Young y m-1.kg.s Modulo de cortadura G m -1k. g.s Momento de Inercia I m2.kg Campo gravitacional G Potencial m.s 2 gravitacional Vg m2.s- 2 Carga elt~ctrica q,q coulombio (c) A.s Corriente electica I amperio (A) A Campo electrico m. k g.s -3 Potencial electrico v voltio (V) m 2.. kg s -
Revista de Ia Universidad de Costa Rica No. 41 25 Densidad de corriente Resistencia electrica lnducatan<.:ia Permitividad electrica Polarizacion Desplazamiento dielectrico Campo magnetico Permeabilidad magnetic a Magnetizacion Campo magnetizantc Flujo magnetico Momento electrico dipolar Momento electrico cuadrupolar Momento ma~:,rnetico dipolar Momento magnetico cuadrupolar Capacidad J R L p B B p Q M Q c ohmio "'(> henrio (H) tesla (T) weber (Wb) faradio (F) m-2.s.a kg.s-2.a-1 L-... -2 A-2 m.~.s. m-i. A m-1.a m2. kg. s-2. A -1 m.s.a m2.s.a m2.a m3.a m- 2.kg-1. 8 4.A2 DEFINICION DE LAS UNIDADES Metro (m) Distancia medida, entre dos marcas y a Ia temperatura de hielo fundente, en el patron de platino e iridio que se conserva en la Oficina Intemacional de Pesas y Medidas, localizada en Sevres, Francia. Metro (m) Distancia que cubren 1,650,763.73 longitudes de onda de Ia radiacion emitida por el isotopo del kripton (86Kr), en su transicion entre los estados 2p10 y 5d5. Kilogramo (Kg) Masa del cilindro de platino e iridio que se conserva en Ia Oficina Intemacional de Pesas y Medidas. Segundo (s) Definido por Union Intemacional de Astronomia como 1/31,556,925.75 del aiio tropical de 1900. Hertz (Hz) Se le da el nornbre de hertz, en el estudio de las ondas y vibraciones, a un ciclo por Newton (N) Fuerza que al ser aplicada a una masa de un kilogramo le produce una aceleracion de un metro por segundo (m.s-2). Julio (J) Trabajo producido por una fuerza de un newton al mover una particula a traves de Ia distancia de un metro en Ia direccion de aplicacion de la fuerza.
26 Revista de Ia Universidad de Costa Rica No. 41 Vatio (W) Potencia desarrollada por un agente que realiza trabajo a razon de un julio en eada Grado Kelvin (OK) Unidad de temperatura en Ia escala Kelvin que asigna el valor de 273.15 K a Ia temperatura del hielo fundente y 373.15 K a Ia temperatura de ehu1licion del agua en ambos casos a presion atmosferica normal. Coulombio (C) Carga electrica que colocada en el vacio a un metro de distancia de otra igual, Ia repele con una fuerza de 8.9874 x 109 newtons. Amperio (A) Intensidad de Ia corriente electrica que corresponde al paso de una carga de un coulomhio por segundo a traves de Ia seccion recta de un conductor. Amperio (A) lntensidad de corriente electrica que circulando en dos conductores, paralelos e infinitos y que tienen una separacion de un metro, acciona sohre los conductores con una fuerza de 2 x 10-7 newtons por cada metro de longitud del conductor. Voltio (V) Diferencia de potencial que existe entre dos puntos de un circuito cuando se requiere Ia energia de un julio para mover una carga de un cou1omhio entre ellos. Ohmio () Resistencia de un conductor que requiere una diferencia de potencial de un voltio para mantener en ella circulacion de una corriente de un amperio. Henrio (H) lnductancia mutua de dos solenoides tales que se induce una fuerza electromotriz de un voltio cuando Ia corriente varia a razon de un amperio por Henrio (H) Autoinductancia de un solenoide que induce una fuerza electromotriz de un voltio cuando Ia corriente varia en el a razon de un amperio por Tesla (T) Intensidad magnetica que produce un momento de fuerza de 1 N.m en una hohina cuyo momento magnetico es de 1 A.m2 y que esta colocada con su eje perpendicular a Ia direccion de Ia intensidad magnetica. Tesla (T) lntensidad magnetica que acciona con una fuerza de un newton sohre una carga de un coulomhio que se mueve perpendicularmente al campo con velocidad de un metro por Weber (Wb) Flujo magnetico que pasa a traves de una superficie plana de un metro cuadrado perpendicular a un capo magnetico cuya intensidad es de un Tesla.
Revista de Ia Universidad de Costa Rica No. 41 27 Faradio (f) Capacidad de un conductor aislado cuyo potencial electrico es de un voltio cuando ha almacenado una carga de un coulombio. BIBLI.OGRAFIA Fundamental University Physicas Alonso y Finn Principles of College Physics Shortley y Williams Contemporary Physica Vol II N 3 /May 1970.