El Sistema Internacional de Unidades (SI)
Es indudable que los conocimientos científicos día a día van avanzando y cada vez a mayor velocidad. Ante esto, es indispensable que el hombre y las sociedades pongan en práctica las más modernas técnicas conseguidas por estos avances científicos, tendiendo a superarse o nivelarse con los pueblos más avanzados del planeta.
En diversos países, se usaron por cientos de años, unidades de medidas, para las diferentes magnitudes y aún para una misma magnitud. Luego se tendió a generalizar el Sistema Métrico Decimal y fue aceptado y usado por muchos países, sin poder reemplazar totalmente a las unidades de medida usadas en algunas zonas.
Actualmente se usa el Sistema Internacional de Unidades. En Perú se dispuso su uso obligatorio a partir del 20 de agosto de 1984, por Resolución Ministerial 989-84-ED. Por diversos motivos, el 11 de enero de 1985 y por Resolución Ministerial 17-85-ED, se dispuso su uso obligatorio en todos los textos escolares y colegios, a partir de 1986.
Evolución
Desde 1584, Simón Stevin había propuesto un sistema decimal de unidades, sin tener éxito. Fue en 1790 cuando la Academia Francesa de Ciencias, por mandato de la Asamblea Nacional, fue encargada de establecer un nuevo sistema de unidades de medida, no sólo para emplearse en Francia sino a nivel mundial. Se reunieron algunos de los más brillantes científicos de la época y como conclusión de sus trabajos decidieron:
- Que el sistema por crear debería estar constituido por unidades que no estuvieran basadas en prototipos o patrones manufacturados sino en magnitudes naturales invariables.
- Que todas la unidades se derivarían de las tres unidades de base, esto es, de las unidades de longitud, masa y tiempo.
- Que los múltiplos y submúltiplos de las unidades deberían ser unidades.
En el transcurso del tiempo, esta creación francesa despertó interés mundial que se concretó en 1875, en la forma de un tratado llamado Convención del Metro, creándose el Bureau Internacional de Pesos y Medidas (BIPM), con sede en París, y cuyo objetivo es la conservación de los prototipos de las Unidades de Medida.
El BIPM funciona bajo la guía del Comité Internacional de Pesos y Medidas (CIPM) que, a su vez, cae bajo la autoridad de la Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM), órgano supremo del tratado, constituido por los delegados de los países signatarios del mismo.
Las unidades base del Sistema Métrico Decimal original fueron el metro, el gramo y el segundo. Sin embargo, a través de diversas reuniones de la CGPM se han ido aceptando nuevas unidades base. Es en 1960 cuando la 11ma. Conferencia de la CGPM bautizó al Sistema de Unidades, basadas en el metro kilogramo, segundo, ampere, kelvin y candela, con el nombre de Sistema Internacional de Unidades, cuyo nombre, a nivel mundial, se simboliza por SI. Asimismo en 1971, la CGPM admite el mol al SI, como unidad de sustancia. Con esto podemos decir que:
- El SI es el producto lógico final de la evolución del Sistema Métrico a través de los años y como tal sustituye todas las otras formas del Sistema Métrico Decimal.
- El SI es un sistema dinámico y vivencial que continuamente se está mejorando, no solamente en relación a las definiciones científicas de sus unidades, las que se han mantenido a nivel del desarrollo técnico y científico de los métodos de medición, sino también por la adición de nuevas unidades, nuevos nombres para unidades antiguas y por la revisión y actualización de decisiones anteriores en un continuo proceso de racionalización con propósito de hacer al sistema más sencillo posible.
Estructura del SI
Las unidades del SI se clasifican en:
- Unidades de Base.
- Unidades Derivadas.
- Unidades Suplementarias.
Además, se pueden formar múltiplos y submúltiplos decimales mediante el uso de prefijos.
UNIDADES DE BASE
Magnitud física es una característica de un fenómeno o de un objeto que puede ser medido y su valor expresado mediante un número y la unidad correspondiente.
En el SI cada magnitud física tiene una sola unidad y nada más que una. Los diversos valores numéricos que una magnitud puede tener son expresados por números de pocas cifras seleccionando adecuadamente el múltiplo o submúltiplo de la unidad. Además, seleccionando un número adecuado de unidades de base, todas las demás unidades del sistema se pueden derivar de ellas.
El SI tiene 7 unidades de base, que presento en esta tabla:
Observemos que:
- Cada unidad tiene nombre y símbolo propio. El ampere y el kelvin tienen el nombre de dos científicos, por lo que su símbolo se escribe con letra mayúscula, sin embargo, cuando se usa el nombre completo se escribe con minúscula, salvo al comienzo una frase o después de un punto, que se escribe con mayúscula. Cuando se emplea el símbolo de cualquier unidad no se debe pluralizar ni alterar en ninguna forma.
- Es de enfatizar que los nombres completos de las unidades tiene su correspondiente símbolo y no abreviatura. El símbolo no lleva plural, ni puede ser alterado de ninguna manera ni tampoco llevar punto de abreviatura.
UNIDADES SUPLEMENTARIAS
Además de las 7 unidades de base, el SI comprende dos unidades suplementarias:
UNIDADES DERIVADAS
Las unidades para las otras magnitudes físicas pueden ser derivadas de las unidades de base y de las suplementarias, mediante las ecuaciones físicas que definen a estas magnitudes.
Entre las unidades derivadas de mayor aplicación son las presentadas en esta tabla:
Observemos que las unidades derivadas se obtienen como productos o cocientes de otras unidades.
- Cuando la unidad resultante es un producto, se indica poniendo el símbolo de una a continuación de la otra, separándolas con un espacio, con el signo de multiplicación o con un punto, tal como:
- Cuando la unidad resultante es un cociente, se indica poniendo el símbolo de una a continuación de la otra, separándolas con una raya oblícua o con raya a fracción, así:
- Cuando la unidad resultante es una combinación de productos y cocientes, se sigue ambas reglas:
Uso Práctico del SI
Muchas veces se presentan inconvenientes al indicar los resultados de una medición usando las unidades principales ya sean de base o derivadas, al tener números muy grandes o muy pequeños.
Así, el tamaño de una cajita de fósforos, usando metros se tendría 0,05 m x 0,038 m x 0,016 m. En cambio, usando el milímetro. que es una unidad mil veces más pequeña, el mismo resultado sería 50 mm x 38 mm x 16 mm. El milímetro es un submúltiplo del metro.
Igualmente, en metros, la distancia entre Lima y Trujillo es 546 000 m. Al usar una unidad mil veces mayor, el kilómetro, esta distancia es 546 km. El kilómetro es un múltiplo del metro.
En ambos casos anteriores, el número que resulta de emplear el submúltiplo o el múltiplo adecuado es mucho más sencillo y fácil para operaciones aritméticas.
Tanto los múltiplos como los submúltiplos tienen su propio nombre que consiste en el nombre de la unidad y el prefijo. Así, en kilómetro, el prefijo es kilo y la unidad, metro.
El prefijo siempre se escribe junto a la unidad, sin dejar espacio, ni separándolos con punto, quión o cualquier otro signo ortográfico.
La siguiente tabla nos da la lista de los prefijos SI:
Los múltiplos hecto (h) y deca (da) y los submúltiplos deci (d) y centi (c), no son prefijos preferidos, por lo que sólo se deben emplear con las unidades de superficie y de volumen.
Es evidente que no todos los prefijos serán utilizados en la vida diaria. Se dan sólo para mostrar el cuadro completo de ellos. Los prefijos de mayor uso son kilo y mili.
Regla de los múltiplos y submúltiplos preferidos
Dado que la amplitud de las medidas que se pueden expresar con los prefijos es enorme, para evitar recargar la memoria con muchos nombres y en el interés de la simplicidad, se ha limitado el número de posibles múltiplos y submúltiplos con nombre propio a escalones de mil en mil, como se ve en la tabla:
MULTIPLOS Y SUBMULTIPLOS DEL SI
- Cuando se emplea un prefijo para formar un múltiplo o un submúltiplo, el nombre de éste se escribe con una sola palabra.
- Los símbolos de los prefijos no se pueden cambiar ni alterar de ninguna forma, ni siquiera agregar la s para el prural.
- Al juntar el prefijo al símbolo de la unidad, se forma un símbolo de una nueva unidad. Así, al juntar el prefijo kilo (k) al símbolo m (metro) forma la unidad kilómetro (km).
- No se permite el uso de dobles prefijos. Así, no se permite escribir milimicrómetro, o milesima parte de un millonésimo de metros, lo correcto es nanómetro (nm).
ESCRITURA DE UNIDADES Y SIMBOLOS
- Cuando se escribe el nombre completo de cualquier unidad, ya sea de base derivada, múltiplos o submúltiplos, siempre se debe emplear letra mayúscula, aún cuando el símbolo correspondiente se escriba con mayúscula. Así, meganewton (MN). Si el nombre está al comienzo de una frase o después de un punto, se emplea letra mayúscula, por regla gramatical.
- La primera letra de un símbolo de una unidad cuyo nombre deriva del nombre de persona, siempre es mayúscula, tal como Pa, N , K.
- Cuando se escribe el símbolo de la unidad
a) Se deriva del nombre propio, se escribe con mayúsculas, tal como N (newton); Pa (pascal); A (ampere).
b) Si no deriva de nombre propio, se escribe con minúscula, tal como m (metro), cd (candela).
- Con excepción de los prefijos exa (E); peta (P); tera (T); giga (G) y mega (M), los símbolos de todos los otros se escriben con letra mayúscula.
- El prefijo del múltiplo o del submúltiplo se junta al de la unidad, sin dejar espacio, tal como km, mm.
- Se aconseja no traducir el nombre de la unidad al propio idioma para evitar confusiones, ya que la esencia del SI es ser internacional.
- Los símbolos no se pluralizan.
- Los símbolos no se deben usar con punto, salvo esté al final de la frase, por puntuación gramatical.
- El símbolo se escribe luego del valor numérico completo, dejando un espacio. Así, 25 mm; 32,6 g; 2,45 l.
- Cada unidad y cada prefijo tienen un sólo símbolo y éste no puede ser alterado de ninguna forma.
- Todo valor numérico debe expresarse con su unidad, incluso cuando se repite o cuando se especifíca la tolerancia. Así, 18 kg + 15 kg.
Entendiste este tema?
¿Cómo se clasifican las unidades del SI?
¿Cuáles son las unidades de base?
¿Cuáles son las unidades suplementarias?
¿Cuáles son las unidades derivadas?
¿Por qué es conveniente usar los múltiplos y submúltiplos de las unidades principales del SI?
Dar cinco ejemplos de uso práctico de los múltiplos de las unidades principales del SI.
Dar cinco ejemplos de uso práctico de los submúltiplos de las unidades principales del SI.
La magnitud física de Longitud AQUÍ.
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En diversos países, se usaron por cientos de años, unidades de medidas, para las diferentes magnitudes y aún para una misma magnitud. Luego se tendió a generalizar el Sistema Métrico Decimal y fue aceptado y usado por muchos países, sin poder reemplazar totalmente a las unidades de medida usadas en algunas zonas.
Actualmente se usa el Sistema Internacional de Unidades. En Perú se dispuso su uso obligatorio a partir del 20 de agosto de 1984, por Resolución Ministerial 989-84-ED. Por diversos motivos, el 11 de enero de 1985 y por Resolución Ministerial 17-85-ED, se dispuso su uso obligatorio en todos los textos escolares y colegios, a partir de 1986.
Evolución
Desde 1584, Simón Stevin había propuesto un sistema decimal de unidades, sin tener éxito. Fue en 1790 cuando la Academia Francesa de Ciencias, por mandato de la Asamblea Nacional, fue encargada de establecer un nuevo sistema de unidades de medida, no sólo para emplearse en Francia sino a nivel mundial. Se reunieron algunos de los más brillantes científicos de la época y como conclusión de sus trabajos decidieron:
- Que el sistema por crear debería estar constituido por unidades que no estuvieran basadas en prototipos o patrones manufacturados sino en magnitudes naturales invariables.
- Que todas la unidades se derivarían de las tres unidades de base, esto es, de las unidades de longitud, masa y tiempo.
- Que los múltiplos y submúltiplos de las unidades deberían ser unidades.
En el transcurso del tiempo, esta creación francesa despertó interés mundial que se concretó en 1875, en la forma de un tratado llamado Convención del Metro, creándose el Bureau Internacional de Pesos y Medidas (BIPM), con sede en París, y cuyo objetivo es la conservación de los prototipos de las Unidades de Medida.
El BIPM funciona bajo la guía del Comité Internacional de Pesos y Medidas (CIPM) que, a su vez, cae bajo la autoridad de la Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM), órgano supremo del tratado, constituido por los delegados de los países signatarios del mismo.
Las unidades base del Sistema Métrico Decimal original fueron el metro, el gramo y el segundo. Sin embargo, a través de diversas reuniones de la CGPM se han ido aceptando nuevas unidades base. Es en 1960 cuando la 11ma. Conferencia de la CGPM bautizó al Sistema de Unidades, basadas en el metro kilogramo, segundo, ampere, kelvin y candela, con el nombre de Sistema Internacional de Unidades, cuyo nombre, a nivel mundial, se simboliza por SI. Asimismo en 1971, la CGPM admite el mol al SI, como unidad de sustancia. Con esto podemos decir que:
- El SI es el producto lógico final de la evolución del Sistema Métrico a través de los años y como tal sustituye todas las otras formas del Sistema Métrico Decimal.
- El SI es un sistema dinámico y vivencial que continuamente se está mejorando, no solamente en relación a las definiciones científicas de sus unidades, las que se han mantenido a nivel del desarrollo técnico y científico de los métodos de medición, sino también por la adición de nuevas unidades, nuevos nombres para unidades antiguas y por la revisión y actualización de decisiones anteriores en un continuo proceso de racionalización con propósito de hacer al sistema más sencillo posible.
Estructura del SI
Las unidades del SI se clasifican en:
- Unidades de Base.
- Unidades Derivadas.
- Unidades Suplementarias.
Además, se pueden formar múltiplos y submúltiplos decimales mediante el uso de prefijos.
UNIDADES DE BASE
Magnitud física es una característica de un fenómeno o de un objeto que puede ser medido y su valor expresado mediante un número y la unidad correspondiente.
En el SI cada magnitud física tiene una sola unidad y nada más que una. Los diversos valores numéricos que una magnitud puede tener son expresados por números de pocas cifras seleccionando adecuadamente el múltiplo o submúltiplo de la unidad. Además, seleccionando un número adecuado de unidades de base, todas las demás unidades del sistema se pueden derivar de ellas.
El SI tiene 7 unidades de base, que presento en esta tabla:
Observemos que:
- Cada unidad tiene nombre y símbolo propio. El ampere y el kelvin tienen el nombre de dos científicos, por lo que su símbolo se escribe con letra mayúscula, sin embargo, cuando se usa el nombre completo se escribe con minúscula, salvo al comienzo una frase o después de un punto, que se escribe con mayúscula. Cuando se emplea el símbolo de cualquier unidad no se debe pluralizar ni alterar en ninguna forma.
- Es de enfatizar que los nombres completos de las unidades tiene su correspondiente símbolo y no abreviatura. El símbolo no lleva plural, ni puede ser alterado de ninguna manera ni tampoco llevar punto de abreviatura.
UNIDADES SUPLEMENTARIAS
Además de las 7 unidades de base, el SI comprende dos unidades suplementarias:
UNIDADES DERIVADAS
Las unidades para las otras magnitudes físicas pueden ser derivadas de las unidades de base y de las suplementarias, mediante las ecuaciones físicas que definen a estas magnitudes.
Entre las unidades derivadas de mayor aplicación son las presentadas en esta tabla:
Observemos que las unidades derivadas se obtienen como productos o cocientes de otras unidades.
- Cuando la unidad resultante es un producto, se indica poniendo el símbolo de una a continuación de la otra, separándolas con un espacio, con el signo de multiplicación o con un punto, tal como:
- Cuando la unidad resultante es un cociente, se indica poniendo el símbolo de una a continuación de la otra, separándolas con una raya oblícua o con raya a fracción, así:
- Cuando la unidad resultante es una combinación de productos y cocientes, se sigue ambas reglas:
Uso Práctico del SI
Muchas veces se presentan inconvenientes al indicar los resultados de una medición usando las unidades principales ya sean de base o derivadas, al tener números muy grandes o muy pequeños.
Así, el tamaño de una cajita de fósforos, usando metros se tendría 0,05 m x 0,038 m x 0,016 m. En cambio, usando el milímetro. que es una unidad mil veces más pequeña, el mismo resultado sería 50 mm x 38 mm x 16 mm. El milímetro es un submúltiplo del metro.
Igualmente, en metros, la distancia entre Lima y Trujillo es 546 000 m. Al usar una unidad mil veces mayor, el kilómetro, esta distancia es 546 km. El kilómetro es un múltiplo del metro.
En ambos casos anteriores, el número que resulta de emplear el submúltiplo o el múltiplo adecuado es mucho más sencillo y fácil para operaciones aritméticas.
Tanto los múltiplos como los submúltiplos tienen su propio nombre que consiste en el nombre de la unidad y el prefijo. Así, en kilómetro, el prefijo es kilo y la unidad, metro.
El prefijo siempre se escribe junto a la unidad, sin dejar espacio, ni separándolos con punto, quión o cualquier otro signo ortográfico.
La siguiente tabla nos da la lista de los prefijos SI:
Los múltiplos hecto (h) y deca (da) y los submúltiplos deci (d) y centi (c), no son prefijos preferidos, por lo que sólo se deben emplear con las unidades de superficie y de volumen.
Es evidente que no todos los prefijos serán utilizados en la vida diaria. Se dan sólo para mostrar el cuadro completo de ellos. Los prefijos de mayor uso son kilo y mili.
Regla de los múltiplos y submúltiplos preferidos
Dado que la amplitud de las medidas que se pueden expresar con los prefijos es enorme, para evitar recargar la memoria con muchos nombres y en el interés de la simplicidad, se ha limitado el número de posibles múltiplos y submúltiplos con nombre propio a escalones de mil en mil, como se ve en la tabla:
MULTIPLOS Y SUBMULTIPLOS DEL SI
- Cuando se emplea un prefijo para formar un múltiplo o un submúltiplo, el nombre de éste se escribe con una sola palabra.
- Los símbolos de los prefijos no se pueden cambiar ni alterar de ninguna forma, ni siquiera agregar la s para el prural.
- Al juntar el prefijo al símbolo de la unidad, se forma un símbolo de una nueva unidad. Así, al juntar el prefijo kilo (k) al símbolo m (metro) forma la unidad kilómetro (km).
- No se permite el uso de dobles prefijos. Así, no se permite escribir milimicrómetro, o milesima parte de un millonésimo de metros, lo correcto es nanómetro (nm).
ESCRITURA DE UNIDADES Y SIMBOLOS
- Cuando se escribe el nombre completo de cualquier unidad, ya sea de base derivada, múltiplos o submúltiplos, siempre se debe emplear letra mayúscula, aún cuando el símbolo correspondiente se escriba con mayúscula. Así, meganewton (MN). Si el nombre está al comienzo de una frase o después de un punto, se emplea letra mayúscula, por regla gramatical.
- La primera letra de un símbolo de una unidad cuyo nombre deriva del nombre de persona, siempre es mayúscula, tal como Pa, N , K.
- Cuando se escribe el símbolo de la unidad
a) Se deriva del nombre propio, se escribe con mayúsculas, tal como N (newton); Pa (pascal); A (ampere).
b) Si no deriva de nombre propio, se escribe con minúscula, tal como m (metro), cd (candela).
- Con excepción de los prefijos exa (E); peta (P); tera (T); giga (G) y mega (M), los símbolos de todos los otros se escriben con letra mayúscula.
- El prefijo del múltiplo o del submúltiplo se junta al de la unidad, sin dejar espacio, tal como km, mm.
- Se aconseja no traducir el nombre de la unidad al propio idioma para evitar confusiones, ya que la esencia del SI es ser internacional.
- Los símbolos no se pluralizan.
- Los símbolos no se deben usar con punto, salvo esté al final de la frase, por puntuación gramatical.
- El símbolo se escribe luego del valor numérico completo, dejando un espacio. Así, 25 mm; 32,6 g; 2,45 l.
- Cada unidad y cada prefijo tienen un sólo símbolo y éste no puede ser alterado de ninguna forma.
- Todo valor numérico debe expresarse con su unidad, incluso cuando se repite o cuando se especifíca la tolerancia. Así, 18 kg + 15 kg.
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¿Cómo se clasifican las unidades del SI?
¿Cuáles son las unidades de base?
¿Cuáles son las unidades suplementarias?
¿Cuáles son las unidades derivadas?
¿Por qué es conveniente usar los múltiplos y submúltiplos de las unidades principales del SI?
Dar cinco ejemplos de uso práctico de los múltiplos de las unidades principales del SI.
Dar cinco ejemplos de uso práctico de los submúltiplos de las unidades principales del SI.
La magnitud física de Longitud AQUÍ.
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