jueves, 20 de julio de 2017

SISTEMAS DE MEDICION I

Título:
SISTEMA DE UNIDADES
Subtítulo
GENERALIDADES
Fecha de realización:
20/07/2017
Grupo:
MAQUINAS
Tema:
MEDICION
Código:
MAQ-MED-SIU-01-01









INDICE

1 GENERALIDADES.
2 MAGNITUD.
2.1 MAGNITUDES ESCALARES, VECTORIALES Y TENSORIALES.
2.2 MAGNITUDES EXTENSIVAS E INTENSIVAS.
3 UNIDAD DE MEDIDA.
4 SISTEMAS TRADICIONALES DE MEDIDA.
5 BIBLIOGRAFIA



Fecha
Autor
Observaciones

20/07/2017
Ing. Juan Carlos Miranda Rios
Documento Base
Rev.01



Rev.02








SISTEMA DE UNIDADES 

1 GENERALIDADES 

Desde tiempos inmemoriales el hombre ha empleado sistemas de medida para cuantificar o medir un objeto determinado. En este sentido, todo lo que sea medible, requiere de alguna unidad con qué medirlo, ya sea que se necesita saber qué tan lejos se viajara, qué tan rápido se debe ir, qué cantidad se debe transportar, cuánto pesa una carga, etc., en términos que se entiendan, que sean reconocibles, y que se esté de mutuo acuerdo. 

Para esto, fue necesario crear unidades de medición, las cuales en la antigüedad eran muy rudimentarias (codos, leguas, barriles, varas, etc.) los cuales estaban basados en partes del cuerpo o en objetos cotidianos, y variaban de una región a otra. El problema de este tipo de unidades es que no eliminaba la ambigüedad, y fomentaba el uso de diferentes medidas en los distintos pueblos, lo que dificultaba en actividades como el comercio ya que no podían ponerse de acuerdo sobre las cantidades con las que se estaba comerciando. 

El primer sistema del que se tiene conocimiento corresponde al Sistema Métrico Decimal, el cual se implantó en 1795 como resultado de la Convención Mundial de Ciencia (París, Francia); el sistema consta de una división decimal y como unidades definía: el metro como unidad de longitud, el kilogramo como unidad de peso y el litro como unidad de volumen. Actualmente y el más utilizado es el Sistema Internacional (SI) con el cual se buscaba un sistema práctico y nuevamente acorde a los avances de la ciencia, éste comenzó a ser utilizado a partid de 1960. 


Para poder definir un Sistema de Unidades, necesariamente primero se debe establecer dos criterios básicos, los cuales son propias de una característica física determinada, como por ejemplo la distancia o el peso.
  • Magnitud. 
  • Unidad de medida. 
2 MAGNITUD

Se define magnitud como el valor asociado a una propiedad fisicao cualidad medible de un sistema físico, es decir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medición o una relación de medidas. Por ejemplo si indicamos que la distancia entre dos puebles es de 20 kilómetros, la magnitud de la medición corresponderá al termino 20. Las magnitudes físicas se miden usando un patrón que tenga bien definida esa magnitud, y tomando como unidad la cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón. Por ejemplo, se considera que el patrón principal de longitud es el metro en el Sistema Internacional de Unidades, para el ejemplo señalado el patrón representa el kilómetro. 

Las magnitudes son de diferente naturaleza o especie, no es lo mismo la masa que el peso, como tampoco es lo mismo la longitud (o distancia) que la velocidad. Es decir, una magnitud no puede ser convertida en otra, pero si pueden relacionarse a través de leyes físicas expresadas como fórmulas matemáticas. Por ejemplo: 

F = m a (Segunda Ley de Newton) 

Donde F es fuerza, m es masa y a es aceleración. 

Sin embargo, cada magnitud física puede medirse en distintas unidades de medición que resultan comparables entre sí. A menudo existe para cada magnitud, una unidad principal, considerada así por ser la más comúnmente usada y otras secundarias, éstas pueden ser múltiplos o submúltiplos de la unidad principal. 

Las magnitudes físicas pueden ser clasificadas de acuerdo a varios criterios:
  • Según su expresión matemática, las magnitudes se clasifican en escalares, vectoriales y tensoriales. 
  • Según su actividad, se clasifican en magnitudes extensivas e intensivas. 
2.1 MAGNITUDES ESCALARES, VECTORIALES Y TENSORIALES 

Las magnitudes escalares son aquellas que quedan completamente definidas por un número y no las unidades utilizadas para su medida. Esto es, las magnitudes escalares están representadas por el ente matemático más simple, por un número. Podemos decir que poseen un módulo pero carecen de dirección. Su valor puede ser independiente del observador (la masa, la temperatura, la densidad, etc.) o depender de la posición (la energía potencial), o estado de movimiento del observador (la energía cinética). 


Las magnitudes vectoriales son aquellas que quedan caracterizadas por una cantidad (intensidad o módulo), una dirección y un sentido. Generalmente estas relacionados a un sistema coordenado bidimensional o tridimensional, como el sistema cartesiano. Ejemplos de estas magnitudes son: la velocidad, la aceleración, la fuerza, el campo eléctrico, intensidad lumínica, etc. 


Las magnitudes tensoriales se caracterizan por representar comportamientos físicos que se representan matemáticamente mediante un conjunto de números que cambian tensorialmente o matricialmente dado que esta magnitud porta información asociada a más de tres dimensiones, requiere de elegir un sistema de coordenadas asociado a un observador con diferente estado de movimiento o de orientación. De acuerdo con el tipo de magnitud, debemos escoger leyes de transformación de las componentes físicas de las magnitudes medidas, con el poder ver si son diferentes a las que otros observadores hicieron de la misma. 


2.2 MAGNITUDES EXTENSIVAS E INTENSIVAS 

Una magnitud extensiva es una magnitud que depende de la cantidad de sustancia que tiene el cuerpo o sistema. Las magnitudes extensivas son aditivas. Si consideramos un sistema físico formado por dos partes o subsistemas, el valor total de una magnitud extensiva resulta ser la suma de sus valores en cada una de las dos partes. Ejemplos: la masa y el volumen de un cuerpo o sistema, la energía de un sistema termodinámico, etc. 

Una magnitud intensiva es aquella cuyo valor no depende de la cantidad de materia del sistema. Las magnitudes intensivas tienen el mismo valor para un sistema que para cada una de sus partes consideradas como subsistemas. Ejemplos: la densidad, la temperatura y la presión de un sistema termodinámico en equilibrio. 

En general, el cociente entre dos magnitudes extensivas da como resultado una magnitud intensiva. Ejemplo: masa dividida por volumen representa densidad. 

3 UNIDAD DE MEDIDA

Unidad de Medida es una cantidad arbitraria que se adopta para comparar con ella cantidades de su mis­ma especie. En la elección de una unidad influye la extensión de la cantidad a medir. Ejemplos: Para la medida de la distancia de la Tierra a una estrella de las llamadas lejanas escogeremos el año luz; para la distancia entre dos ciudades el kilómetro; en la venta de un cable el metro; en la medida del espesor de una lámina el milímetro y para la medida de la longitud de onda de la luz la milimicra o el angstróm (Á). 


Una unidad de medida toma su valor a partir de un patrón o de una composición de otras unidades definidas previamente. Las primeras unidades se conocen como unidades básicas o de base (fundamentales), mientras que las segundas, derivadas de las primeras, se llaman unidades derivadas. Un conjunto de unidades de medida en el que ninguna magnitud tenga más de una unidad asociada es denominado sistema de unidades.

 
4 SISTEMA TRADICIONALES DE MEDIDA 

Un sistema de unidades se define como un conjunto consistente de unidades de medida básicas, partir del cual se derivan las restantes. Los sistemas tradicionales basaban sus unidades de medición de distancia en las dimensiones del cuerpo humano. La pulgada representa el ancho de un pulgar, de donde toma su nombre. El pie representaba originalmente la longitud de un pie humano, aunque esta unidad se transformó con el tiempo en el equivalente a 12 pulgadas en el sistema anglosajón. 

La yarde, por otro lado, representa la longitud desde la punta de la nariz hasta la punta del dedo medio. Una braza correspondía a la distancia de punta a punta de los dedos medios con los brazos extendidos. Para distancias mayores, existía la milla, unidad de medida creada en la antigua Roma que equivalía originalmente a 2000 pasos de una legión. Sobre la base de la milla, los manos definieron el estadio de tal forma que ocho estadios correspondían a una milla. ​ 

En la mayoría de los países europeos se utilizaban medidas de peso basadas en la libra. Esta unidad, cuyo nombre proviene del latín libra pondo, se dividía en doce onzas.​ Sin embargo, en algunos países durante la Edad Media se utilizaron libras que se dividían en 16 onzas. Otra unidad tradicional de peso era el grano, que en el sistema inglés actual equivale a 64,79891 mg. A partir de esta unidad, la libra se definía como 5760 granos en algunos caso o como 7000 granos en otros casos. Asimismo, en joyería se usaba una unidad llamada grano métrico, que equivale a 0,25 quilates o 50 mg. ​ En la Península Ibérica, un quintal equivalía a 100 libras (lo que actualmente serían unos 46 kg); ​ la cuarta parte de un quintal se denominaba una arroba (@). ​ 

Los movimientos del Sol y de la Luna determinaron las unidades tradicionales de tiempo. El movimiento aparente del Sol desde su salida en el horizonte hasta la siguiente, su puesta hasta la siguiente o los sucesivos pasos por el meridiano, dependiendo de la cultura, definieron el día. Los babilonios dividieron el tiempo entre la salida y la puesta del Sol en doce partes que conocemos ahora como horas. Con la invención de los relojes mecánicos fue posible dividir también la noche, por lo que actualmente un día completo se compone de 24 horas. Una hora se dividió en 60 minutos y estos, a su vez, quedaron divididos en 60 segundos (no obstante, el segundo actual tiene una definición moderna independiente de la definición del día). 

De la religión judia, las naciones cristianas y musulmanas heredaron la definición de semana: un período de siete días.​ ​Por otra parte, el movimiento del Sol observado con respecto a las estrellas lejanas definió el año. Puesto que el período de traslación de la Tierra no es un número entero de días, existió la necesidad de introducir el año bisiesto en el calendario juliano y el calendario gregoriano. A partir del año se definieron unidades más grandes de tiempo como el siglo (cien años) y el milenio (mil años). El periodo de traslación de la Luna alrededor de la Tierra definió el concepto del mes. Puesto que este periodo no corresponde a un número entero de días, diversas culturas tuvieron diferentes definiciones de mes. En el actual calendario occidental, los meses pueden durar 28, 29, 30 o 31 días, dependiendo del caso. 

5 BIBLIOGRAFIA
  • https://es.wikiversity.org/wiki/Sistema_de_unidades
  • http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/magnitudes/unidades.htm
  • http://cvonline.uaeh.edu.mx/Cursos/BV/C0202/Unidad%201/lec_15SistemasUnidades.pdf
  • https://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_medida
  • Instituto Ecuatoriano de Normalización (INEN) – Sistema Internacional de Unidades SI – Edición 2009. 
  • https://nocturnoginer.files.wordpress.com/2015/09/sistemas-de-unidades.pdf
  • https://es.wikipedia.org/wiki/Notaci%C3%B3n_cient%C3%ADfica
  • http://www.aulafacil.com/cursos/l9895/ciencia/fisica/fisica-general-i-notaciones-cientificas-funciones-trigonometricas/notacion-cientifica. 
  • Física General – Santiago Burbano de Ercilla, Enrique Burbano García, Carlos Grácia Muñoz. 
  • Física 1 – Principios con Aplicaciones – Douglas C. Giancoli 
  • Ingeniería Mecánica – Estática – R. C. Hibbeler 
  • http://es.wikihow.com/calcular-la-incertidumbre
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http://casualient.com/1Ne5

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