Unidad de medida

En física y metrología , una unidad de medida es un estándar necesario para medir una cantidad física .

Los sistemas de unidades , definidos por la búsqueda de la más amplia concordancia en el campo considerado, se hacen necesarios por el método científico , uno de cuyos fundamentos es la reproducibilidad de los experimentos (y por tanto de las medidas), así como por el desarrollo de intercambios. .información comercial o industrial.

Los diferentes sistemas de unidades se basan en diferentes elecciones del conjunto de unidades fundamentales , pero el sistema de unidades más utilizado en la actualidad es el Sistema Internacional de Unidades (SI). Esto incluye siete unidades básicas . Todas las demás unidades del SI pueden derivarse de estas unidades base.

Nombres y símbolos de las unidades

Por convención, los nombres de las unidades son nombres comunes que están escritos en minúsculas (incluso si provienen de nombres propios de eruditos, "Kelvin" y no "Kelvin", "amp", no "amp", etc. ) y que, por lo tanto, tome en francés la marca plural (ejemplo: un voltio , dos voltios).

El símbolo de una unidad es (o comienza con):

mayúscula si el nombre deriva del de una persona: "V" para el voltio ( Alessandro Volta ), "A" para el amperio ( André-Marie Ampère ), "Pa" para el pascual ( Blaise Pascal ), etc. . ;
minúscula en caso contrario ("m" para el metro , "s" para el segundo , etc. ), con una excepción: para el litro, se autorizan los dos símbolos "l" y "L".

Los símbolos de unidad no toman la marca plural ( por ejemplo: 3 kg y no 3 kg). Estas no son abreviaturas: no van seguidas de un punto (excepto, por supuesto, al final de la oración).

Según la regla, la escritura correcta del nombre de la unidad cuyo símbolo es ° C es "grado Celsius" (el grado de la unidad comienza con la letra d en minúscula y el calificativo "Celsius" comienza con la letra C en mayúscula, porque es un nombre propio). Los caracteres “°” y “C” son inseparables. Sin embargo, no deberíamos hablar de "grados Kelvin", ni utilizar el símbolo "° K", sino hablar de kelvins y utilizar el símbolo K.

Agregar un prefijo de multiplicador o divisor no cambia el nombre ni el símbolo. Ejemplos: mm = milímetro, mA = miliamperios, mHz = milihercios; MHz = megahercios, MΩ = megaohmios, etc.

Unidades del sistema internacional

Unidades base SI

Tabla de magnitudes físicas básicas del SI con sus dimensiones, unidades y símbolos

Tamaño físico	Símbolo de grandeza	Símbolo de dimensión	Nombre de la unidad	Símbolo de la unidad	Descripción
largo	l, x, r ...	L	metro	metro	El metro es la longitud de la trayectoria recorrida en el vacío por la luz durante 1/299 792 458 segundos ( 17 e CGPM (1983) Resolución 1, CR 97). Históricamente, la primera definición oficial y práctica del metro ( 1791 ) se basó en la circunferencia de la Tierra, y era igual a 1 / 40.000.000 de un meridiano . Anteriormente, el metro se propuso como una unidad de medida universal como la longitud de un péndulo que oscila con medio período de un segundo ( John Wilkins ( 1668 ) y luego Tito Livio Burattini ( 1675 ).
masa	metro	METRO	kilogramo	kg	El kilogramo (nombre original, la tumba ) es la unidad de masa. Es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo. Este último, de platino - iridio (90% - 10%), se mantiene a la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Sèvres, Francia ( 1 st CGPM (1889), CR 34-38 ). Históricamente, es la masa de un decímetro cúbico de agua, un litro a 4 ° C .
hora	t	T	el segundo	s	El segundo es la duración de 9.192.631.770 periodos de radiación correspondientes a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133 a una temperatura de 0 K ( 13 e CGPM (1967-1968), Resolución 1, CR 103).
intensidad de la corriente eléctrica	Yo, yo	I	amperio	A	El amperio es la intensidad de una corriente constante que, mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos de longitud infinita, de sección circular despreciable y colocados a una distancia de un metro entre sí en el vacío produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2 × 10 -7 newtons por metro de longitud ( 9 th CGPM (1948), Resolución 7, CR 70).
temperatura termodinámica	T	Θ ( theta )	Kelvin	K	El kelvin, temperatura unitaria termodinámica , es la fracción 1 / 273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua ( 13 e CGPM (1967) Resolución 4, CR 104) Esta definición de una medición de temperatura kelvin igual en variación a la de grados Celsius , pero basado en el cero absoluto .
cantidad de materia	no	NO	Topo	mol	El mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kg de carbono 12 ( 14 e CGPM (1971) Resolución 3, CR 78). Este número se llama número de Avogadro . Cuando se usa el mol, las entidades elementales deben especificarse y pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones, otras partículas o grupos específicos de tales partículas.
intensidad de luz	Yo V	J	candela	CD	La candela es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 x 10 12 hertz y tiene una intensidad radiante en esa dirección es 1 / 683 vatios por estereorradián ( 16 e CGPM (1979) Resolución 3 , CR 100 ).

Unidades derivadas del SI

Las columnas "M - L - T - I - Θ ( theta ) - N - J" especifican los "factores dimensionales" de las cantidades derivadas, correspondientes a las "expresiones" en las unidades básicas del Sistema Internacional "kg - m - s - A - K - mol - cd ”.

Tabla de magnitudes físicas derivadas del SI con sus dimensiones, unidades y símbolos

Tamaño físico	Nombre de la unidad	Símbolo de la unidad	Expresión	METRO	L	T	I	Θ	NO	J	Relación
Frecuencia	hercios	Hz	s −1			-1					Frecuencia = 1 / período
Fuerza	Newton	NO	kg m s −2	1	1	-2					Fuerza = masa × aceleración
Presión y estrés	pascal	Pensilvania	N m −2 o J m −3	1	-1	-2					Presión = fuerza / área
Trabajo , energía y cantidad de calor	joule	J	N m	1	2	-2					Trabajo = fuerza × distancia; energía cinética = masa × velocidad de 2 /2
Potencia , flujo de energía y flujo de calor	vatio	W	J s −1	1	2	-3					Poder = trabajo / tiempo
Carga eléctrica y cantidad de electricidad	culombio	VS	Para s			1	1				Carga = actual × tiempo
Fuerza electromotriz y voltaje eléctrico	voltio	V	J C −1 o J s −1 A −1	1	2	-3	-1				Voltaje = trabajo / carga
Resistencia	ohm	Ω	V A −1	1	2	-3	-2				Resistencia = voltaje / corriente
Conductancia eléctrica	siemens	S	En V −1 o Ω −1	-1	-2	3	2				Conductancia = corriente / voltaje
Capacidad eléctrica	faradio	F	C V −1	-1	-2	4	2				Capacidad = carga / voltaje
Campo magnético	estas allá	T	V s m −2	1		-2	-1				Inducción = voltaje × tiempo / área
Flujo magnético	Weber	Wb	V s	1	2	-2	-1				Flujo de inducción = voltaje × tiempo
Inductancia	Enrique	H	V s A −1	1	2	-2	-2				Inductancia = voltaje × tiempo / corriente
Temperatura Celsius	grado Celsius	° C	K - 273,15					1
Ángulo plano	radián	rad			0
Ángulo sólido	estereorradián	seguro			0
Flujo luminoso	lumen	lm	cd sr							1
Iluminancia	lux	lx	cd sr m −2		-2					1
Actividad (radiactiva)	becquerel	Bq	s −1			-1
Dosis radiactiva y kerma	gris	Gy	J kg −1		2	-2
Dosis equivalente y dosis eficaz	sievert	SV	J kg −1		2	-2
Actividad catalítica	katal	Kat	mol s −1			-1			1
Área , área	metro cuadrado		m 2		2
Volumen	metro cúbico		m 3		3
Velocidad	metro por segundo		m s −1		1	-1
Velocidad angular	radianes por segundo		rad s −1			-1
Aceleración	metro por segundo cuadrado		m s −2		1	-2
Aceleración angular	radianes por segundo cuadrado		rad s −2			-2
Momento de una fuerza	newton metro		N m	1	2	-2
Número de onda	metro a la potencia menos uno		m −1		-1
Densidad	kilogramo por metro cúbico		kg m −3	1	-3
Masa lineal	kilogramo por metro		kg m −1	1	-1
Volumen de masa	metro cúbico por kilogramo		m 3 kg −1	-1	3
Concentración molar	mol por metro cúbico		mol m −3		-3				1
Volumen molar	metro cúbico por mol		m 3 mol −1		3				-1
Capacidad calorífica y entropía	julio por kelvin		J K −1	1	2	-2		-1			kg m 2 K −1 s −2
Capacidad calorífica molar y entropía molar	julio por mole kelvin		J mol −1 K −1	1	2	-2		-1	-1		kg m 2 mol −1 K −1 s −2
Capacidad calorífica específica y peso de entropía	julio por kilogramo Kelvin		J kg −1 K −1		2	-2		-1			m 2 K −1 s −2
Energía molar	julio por mole		J mol −1	1	2	-2			-1		kg m 2 mol −1 s −2
Energía específica	julio por kilogramo		J kg −1	0	2	-2					m 2 s −2
Energía volumétrica	julio por metro cúbico		J m −3	1	-1	-2					kg m −1 s −2
Tensión capilar	newton por metro		N m −1	1		-2					kg s −2
Flujo de calor	vatio por metro cuadrado		W m −2	1		-3					kg s −3
Conductividad térmica	vatios por metro kelvin		W m −1 K −1	1	1	-3		-1			m kg K −1 s −3
Viscosidad cinemática	metro cuadrado por segundo		m 2 s −1		2	-1
Viscosidad dinámica	pascal-segundo		No	1	-1	-1					kg m −1 s −1
Cargar densidad	culombio por metro cúbico		C m −3		-3	1	1				A s m −3
Densidad actual	amperio por metro cuadrado		A m −2		-2		1
Conductividad eléctrica	siemens por metro		S m −1	-1	-3	3	2				A los 2 s 3 kg −1 m −3
Conductividad molar	siemens metro cuadrado por mol		S m 2 mol −1	-1		3	2		-1		A los 2 s 3 kg −1 mol −1
Permitividad	faradios por metro		F m −1	-1	-3	4	2				A los 2 s 4 kg −1 m −3
Permeabilidad magnética	Enrique por metro		H m −1	1	1	-2	-2				m kg s −2 A −2
Campo eléctrico	voltios por metro		V m −1	1	1	-3	-1				m kg A −1 s −3
Excitación magnética	amperio por metro		En m −1		-1		1
Luminancia	candela por metro cuadrado		cd m −2		-2					1
Cantidad de luz	lumen-segundo		lm⋅s			1				1
Exposición ( x- ray y rayos gamma )	culombio por kilogramo		C kg −1	-1		1	1				A s kg −1
Tasa de dosis	gris por segundo		Gy s −1		2	-3					m 2 s −3
Flujo de masa	kilogramo por segundo		kg s −1	1		-1
Caudal volumétrico	metro cúbico por segundo		m 3 s −1		3	-1

Unidades homogéneas

Las unidades de cada magnitud física deben ser homogéneas , es decir, expresadas en términos de las unidades fundamentales.

La siguiente tabla recuerda la conversión de cantidades físicas ( mecánicas ) compuestas, de acuerdo con la expresión de la longitud (L), el tiempo (T) y la masa (M).

Expresión de cantidades compuestas en función de masa, tiempo y longitud

largo	hora	masa	fuerza	presión	velocidad	densidad	energía
L	T	METRO	MLT −2	MT −2 L −1	LT −1	ML −3	ML 2 T −2
metro	s	kg	kg m s −2	N m −2 [ kg m −1 s −2 ]	m s −1	kg m −3	kg m 2 s −2
metro	s	10 3 g	NO	Pensilvania	m s −1	103 g m −3	J
metro	el segundo	10 3 gramos	Newton	pascal	metro por segundo	10 3 gramos por metro cúbico	joule

Unidades fuera del Sistema Internacional de Unidades

Antes de la adopción del Sistema Internacional de Unidades ( ver más abajo ), otros sistemas de unidades se usaban para varios propósitos, por ejemplo:

el sistema de unidades CGS (centímetro-gramo-segundo);
el sistema MTS (metro-tonelada-segundo);
el sistema MKSA (metro, kilogramo, segundo, amperio), antepasado del actual Sistema Internacional;
el sistema Planck de unidades y unidades naturales ;
el sistema de unidades geométricas ;
Sistemas de unidades de medida anglosajonas ;
el sistema chino de unidades de medida .

Ciertos países o profesiones, por tradición cultural o empresarial, continúan utilizando todo o parte de los viejos sistemas de unidades.

Unidades tradicionales no estándar

Las unidades no estándar todavía se utilizan en profesiones particulares.

El Morgan y el centimorgan son unidades para el cálculo de la frecuencia de recombinación genética.
El curie (símbolo Ci) es una antigua unidad de radiactividad, aproximadamente equivalente a la actividad de 1 g del isótopo de radio 226 Ra.
La verst (versta, верста en ruso) es una antigua unidad de medida rusa, equivalente a 500 sajenes (саженьe), o 3500 pies ingleses o 1066 8 km .
El quintal es una unidad de masa que ya casi no se utiliza (a veces por vía oral en el norte de Francia), un quintal equivalente a 100 kilogramos.
El quilate y el zolotnik se utilizan en la industria de la joyería y las piedras preciosas.

Unidades adimensionales

Se obtienen haciendo la relación de dos cantidades de la misma dimensión:

radianes y estereorradián , respectivamente unidad de ángulo plano y unidad de ángulo sólido;
bel , la unidad de amplificación y nivel de sonido de los cuales utilizamos principalmente el decibelio submúltiplo .

Significado de los sistemas de unidades

En el pasado, las unidades de peso y longitud se basaban en un objeto concreto llamado estándar (parte del cuerpo humano o un objeto como un poste), en un uso particular o en una acción que permitía la medición. Como resultado, las medidas con este tipo de sistemas fueron variables (no todos tenemos el mismo “pie”). Es por esto que el Sistema Internacional (SI) ha adoptado definiciones de unidades en función de parámetros invariables, o se supone que son tales.

Hoy, entre las unidades base del SI , solo el kilogramo todavía se define en relación con un objeto material (el estándar de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas , por lo tanto susceptible de cambiar. En 2018, nuevas propuestas de definiciones del Sistema Internacional de Unidades intentan para encontrarle una descripción más universal y estable.

Estándares derivados de partes del cuerpo humano

Unidades de longitud (en cm)

Pie : 30,48 cm (medida actual contrastada con el Sistema Internacional de Unidades).
Pulgada : 2,54 cm (medida de corriente definida en relación con el Sistema Internacional de Unidades).
Palma : en el ancho o en el largo.
Caña o yarda: 91,44 cm (medida de corriente definida en relación con el Sistema Internacional de Unidades).
Codo : el codo hasta las yemas de los dedos.
Braza o Braza : longitud medida de una mano a la otra, pasando por los hombros, los brazos.

Estándares de objetos cotidianos

Unidades de longitud

Perca

El poste fue la medida utilizada por los topógrafos. El poste ordinario valía 20 pies, o 6.496 m .

Grano (peso y longitud).
Cable .
Liga .

Unidades de masa

Tonelada : Tunna gala , piel de animal con la que se elaboraban las botellas y cuyo significado ha pasado a barrica.

Unidades de volumen

Barril : 159 L aproximadamente, utilizado solo para petróleo.

Estándares de acciones

Unidades de longitud

Pasos : distancia recorrida en uno o dos pasos: uno en el idioma moderno, dos en la antigua Roma ( passus ), el paso de un paso se llama entonces gradus (que da "grado").
La milla náutica (erróneamente llamada milla náutica de la traducción del inglés milla náutica ) inicialmente correspondía a la distancia de un minuto de arco en un paralelo a la latitud de 45 °. En 1929, el valor de la milla se definió sobre la base de una circunferencia media de la Tierra de 40.000 km , o 1.851,85 m , redondeada a 1.852 m (los británicos cuentan 1.853.184 m ).

Unidades de superficie

Diario : área que fue arada en un día.
Sétrée : superficie sembrada con un setier de granos.

Unidades de velocidad

El nudo (de nodus en latín) es una unidad de medida de la velocidad, utilizada por el transporte marítimo y aéreo. Un nudo equivale a una milla náutica (1.852 m ) por hora.

Se midió dejando que una cuerda anudada se desenrollara (una cada 1/120 de milla, o 15,43 m ) detrás del barco durante treinta segundos; cada nudo contado (hecho girar entre los dedos) resulta en un nudo de velocidad. El juego de cuerdas y tablones que sirve como ancla flotante se llama " lago para botes".

Estándares resultantes de usos