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Sistema Internacional de Unidades

Transformación de Unidades

Como se explicó anteriormente, existen varios sistemas de unidades, todos con una unidad específica para cada magnitud. En el caso de que deseemos cambiar una unidad de un sistema a otro, existen factores de conversión para cada magnitud.

En la actualidad, existen calculadoras que transforman las unidades entre cada sistema, ya que los factores de conversión vienen contenidas en las mismas, pero en el caso de que se desee transformar manualmente, los factores se detallan mas adelante. Las principales magnitudes que tienen factores de conversión son: Longitud, masa, tiempo y fuerza.

Para su conversión, es necesario saber los factores de conversión. Una vez conocidos, la transformación se explica paso a paso en la siguiente entrada:

Longitud:

En el Sistema Internacional, se expresa con metros (m). En el Sistema cegesimal, se expresa con centímetros (cm). Y en el Sistema Inglés, se expresa en pies (ft) (la abreviación ft, viene del inglés foot, traducido como pie), aunque también se expresa en pulgadas (in) (del inglés inches).

UnidadConversión
metro (m)3,28 ft | 39, 37 in | 1,09 yd
pie (ft)0,3048 m | 12 in | 0,33 yd
pulgada (in)0,0254 m | 0,083 ft | 0,0277 yd
yarda (yd)0,9133 m | 3 ft | 36 in
milla terrestre (mi)1 609,3 m | 5 279,85 ft | 63 358 in
1 760 yd | 0,870 nmi
milla marina (nmi)1 853,2 m | 6 069,75 ft | 7 295,35 in
2 026,6 yd | 1,15 mi

Nota: No se explica los factores de conversión del Sistema Cegesimal, ya que su unidad es el centímetro, derivada del metro. Para su conversión, se usan los prefijos de los submúltiplos del Sistema Internacional (1 m = 100 cm) (1 cm = 1×10-2 m ó 0,01 m )

Masa

No debe confundirse con el peso, un error muy común. La masa es la cantidad de materia que posee un objeto. En cambio, el peso es una fuerza, ejercida por el objeto, que se obtiene multiplicando la masa del objeto por la gravedad.

En el Sistema Internacional, la masa se mide en kilogramos (kg). En el Sistema Cegesimal, se mide en gramos (g). Y en el Sistema Inglés, se mide en libras (lb).

UnidadConversión
kilogramo (kg)2,2 lb | 0,001 t | 0,01 qq
0,088 @ | 0,0685 sg
libra (lb)0,45 kg | 4,5×104 t | 4,5×10-3 qq
0,399 @ | 0,031 sg
tonelada (t)(ton)1000 kg | 2204 lb | 10 qq
40 @ | 68,52 sg
onza (oz)0,028 kg | 0,062 lb
quintal (qq)45 kg | 100 lb
0,1 t | 6,85 sg
arroba (@)11,5 kg | 25 lb
unidad técnica
de masa (utm)
9,81 kg | 21,62 lb
slug (sg)14,59 kg | 2,17 lb

Nota: No se explican los factores de conversión del Sistema Cegesimal, ya que su unidad son los gramos. Del gramo se deriva el kilogramo. Ya que está usando un prefijo del Sistema Internacional, se usan los factores de conversión: 1 g = 0,001 kg; 1 kg = 1000 g ó 1×103 g.

Tiempo

Los tres sistemas de unidades principales, comparten la unidad de tiempo: El segundo (s). Aún así, existen otras unidades de tiempo, para la creación de nuevas unidades para magnitudes derivadas, como es el caso del kilómetro por hora (km/h). Sus factores de conversión son:

UnidadConversión
segundo (s)0,016 min | 0,00027 h
minuto (min)60 s | 0,016 h
hora (h)3600 s | 60 s
día86400 s | 1140 min | 24 h
mes730 h | 30 días
año8760 h | 365 días | 12 meses
lustro1825 días | 59,99 meses | 5 años
década120 meses | 10 años | 2 lustros
siglo100 años | 20 lustros | 10 décadas

Fuerza

Es una magnitud derivada. Los factores de conversión evitan la temperatura y demás magnitudes fundamentales, ya que son usadas en ramas de la física mas avanzadas. La fuerza es usada en ramas mas simples como la dinámica, por lo que su uso es más próximo.

La unidad de la fuerza en el Sistema Internacional es el Newton (N) igual a 1 kg m/s2 . En el Sistema Cegesimal, es la dina (din) igual a 1 g cm/s2 . Y en el Sistema Inglés es la libra fuerza (lbf).

UnidadConversión
Newton (N)1 kg m/s2
dina (din) 1 g cm/s2 | 1×10-5 N
libra fuerza (lbf)4,448 N | 444 822 din
kilogramo fuerza (kgf)9,8 N | 980 665 din
kilopondio (kp)1 kgf
poundal (pdl)
(pie-libra-segundo)
0,138 N | 13 825 din
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Sistema Internacional de Unidades

Sistemas de Unidades

Sabemos que la física se ayuda de las matemáticas para su resolución y desarrollo. Hemos visto las magnitudes, y prefijos del Sistema Internacional. Pero además del Sistema Internacional, existen otros sistemas de unidades, usados en varias partes del mundo. Entre los sistemas más usados y conocidos tenemos a:

  • Sistema cegesimal (cgs)
  • Sistema Inglés

Cada sistema tiene tres unidades principales que los caracterizan y facilitan su denotación. Estas tres unidades son las unidades de la longitud, la masa y el tiempo. Empezando por el Sistema Internacional, se abrevia como S.I. o mks, ya que sus unidades son metro (longitud), kilogramo (masa), y segundo (tiempo).

En el Sistema cegesimal de unidades, se abrevia como cgs, ya que sus unidades son centímetro (longitud), gramo (masa), y segundo (tiempo). Por último, el Sistema Inglés posee las unidades de pie (longitud), libra (masa), y segundo (tiempo)


Cada sistema posee una unidad para cada magnitud. Pero por lo general, los problemas en la física se desarrollan en el Sistema Internacional, ya que es el más manejado en todo el mundo. Otras partes del mundo tienen su propio sistema, como es el caso del sistema inglés. Es el más conocido y utilizado en Inglaterra y el Reino Unido, de allí su nombre.

En el caso de que un problema esté planteado con unidades de otro sistema, lo mas factible es convertirlos en unidades del Sistema Internacional, a menos que el problema diga lo contrario y pida que se mantengan las unidades del sistema planteado o que se convierta a otro sistema. Para transformarlos, existen unidades de conversión, explicados en el siguiente artículo.

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Introducción a la Física Sistema Internacional de Unidades

Prefijos del Sistema Internacional

Una vez estudiado las magnitudes y su importancia dentro de la física, entraremos a las unidades del Sistema Internacional.

No hay que olvidar que la física se ayuda de las matemáticas. Cada movimiento o característica que desarrolla un cuerpo inerte puede variar. Para entender esto, se facilitará con ejemplos: No se puede medir un átomo en metros, o no se puede medir la masa de un planeta en gramos.

Para que esto se facilite, existen prefijos que hacen que las unidades abarquen datos mas grandes sin necesidad de que un numero sea muy extenso. Por ejemplo 1 kilómetro equivale a 1000 metros, en este caso el sufijo es kilo, que acompaña a la unidad metro.

Para convertir las unidades para que abarquen datos mas grandes o mas pequeños, se usan factores de conversión, detallados más adelante.

Múltiplos

Estos prefijos ayudan que las unidades abarquen datos más grandes, como el caso de 1 kilómetro equivale a 1000 metros. O el ejemplo de medir la masa un planeta en gramos.

PrefijoSímboloFactor de
Conversión
YottaY1024
ZettaZ1021
ExaE1018
PetaP1015
TeraT1012
GigaG109
MegaM106
KiloK103
HectoH102
DecaDa101
Nota: Los prefijos de los múltiplos siempre inician con letra mayúscula para su diferenciación de los submúltiplos. A partir del prefijo Mega, el factor conversión aumenta de 3 en 3 entre cada prefijo.

Submúltiplos

Al contrario de los Múltiplos, ayudan a las unidades a abarcar datos más pequeños. Como el ejemplo de medir átomos en metros.

PrefijoSímboloFactor de
Conversión
decid10-1
centic10-2
milim10-3
microμ10-6
nanon10-9
picop10-12
femtof10-15
attoa10-18
zeptoz10-21
yoctoy10-24
Nota: Los prefijos de los submúltiplos siempre van con letras minúsculas para su diferenciación de los múltiplos. A partir del prefijo micro, el factor conversión disminuye de 3 en 3 entre cada prefijo. El símbolo del prefijo micro es la letra griega mi.

Estos prefijos se utilizarán con frecuencia en la resolución de ejercicios, o para la creación de unidades. Por ejemplo, la masa se mide en kilogramos en el Sistema Internacional. O la Fuerza se mide en Newtons que equivale a 1 kilogramo por metro sobre segundo al cuadrado (1N = 1kg m/s2)

Además, estos prefijos permiten que sea más facil medir las acciones de un cuerpo inerte, según se de el caso que plantee el problema o se de en la naturaleza. En lugar de usar prefijos, se usa la notación científica para que se de el caso de poder medir un átomo en metros, aunque no es muy usual, y sería un exponente muy grande. Para evitar esto, tenemos a los prefijos.

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Introducción a la Física Juegos Interactivos

Juego sobre Magnitudes

A continuación se presenta un crucigrama en base a la información sobre magnitudes físicas publicada en este blog. El objetivo del juego que lo disfrute y que le sirva de ayuda para recordar lo más importante sobre esta parte de la introducción a la física.

Puede descargar la imagen para una mayor facilidad de uso como recurso interactivo. No olviden dejar sus comentarios sobre el juego.

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Conceptos Básicos Introducción a la Física

¿Qué es la física?

Antes de definir la física, hay que comprender de donde viene y en donde se ubica en el mundo de las ciencias. Existen tres tipos de ciencias: físicas, biológicas y humanas. Las ciencias físicas estudian todo lo referente hacia los seres inertes. Entre estas ciencias físicas tenemos: La física como tal, la química y la matemática

tomado de: https://bit.ly/373kIpU

La física es la ciencia que estudia la energía, la materia y el espacio-tiempo, y las interacciones de estos tres conceptos entre sí. Algunos consideran que es una de las ciencias más antiguas. También establece leyes que explican los fenómenos naturales, excluyendo los que modifican la estructura molecular de un cuerpo.

Extraido de: https://bit.ly/2TvNmMB

Referencias:

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Introducción a la Física

Magnitudes

La Física se ayuda de las matemáticas para su desarrollo. Cada cuerpo inerte realiza una acción en la naturaleza, y estas acciones se dividen y se estudian a profundidad en cada rama de la Física Clásica. Las características del cuerpo se miden en magnitudes y en unidades.

Cada magnitud posee un nombre, unidades de medida, un símbolo y una dimensión. Los símbolos de las unidades se expresan con letras minúsculas, con algunas excepciones que se explican mas adelante.

Magnitudes Fundamentales

Este tipo de magnitudes, como su nombre lo indica, son de tipo simple. Es decir, que no se encuentran conjugadas con alguna otra magnitud y son independientes. Por lo general, sus unidades están expresadas en el Sistema Internacional de Unidades.

MagnitudesUnidadSímboloDimensión
LongitudmetromL
MasakilogramokgM
TiemposegundosT
TemperaturaKelvinºKΘ‎
Intensidad
de Corriente
amperioAI
Intensidad
Luminosa
candelacdJ
Cantidad de
Sustancias
molmolN
Tabla 1: Detalle de las magnitudes fundamentales con sus unidades, símbolos y dimensiones
Nota: La dimensión de la temperatura se expresa con la letra griega theta.

Magnitudes Derivadas

Son un tipo de magnitudes mas complejas. Resultan de la combinación de dos magnitudes fundamentales, o puede ser la misma magnitud expresada dos o tres veces. A continuación se detalla cada una.

MagnitudesUnidadSímboloDimensión
Áreametro cuadrado
Volumenmetro cúbicom3L3
Densidadkilogramo por
metro cúbico
kg/m3M/L3
Velocidadmetro por segundom/sL/T
Aceleraciónmetro por segundo
al cuadrado
m/s²L/T²
FuerzaNewtonN (kg m/s²)ML/T²
PresiónPascalPaM/LT²
TrabajoJulioJML²/T²
EnergíaJouleJML²/T²
FrecuenciaHertzHz1/T
PotenciaVatioWL²MT-3
Tabla 2: Detalle de las magnitudes derivadas (principales). El trabajo y la energía ocupan la misma dimensión, que se explicará más adelante.

Nota: En las dimensiones desde el Pascal, explican cuales magnitudes fundamentales componen las magnitudes. En el caso desde el Newton, son los únicos casos donde se expresan las unidades en letras mayúsculas en honor a los científicos que descubrieron y dejaron su aporte.

Magnitudes Complementarias

Este caso de magnitudes son especiales, ya que son aquellas que no han sido clasificadas ni como fundamentales, ni como derivadas.

MagnitudesUnidadSímboloDimensión
Ángulo planoradiánradα
Ángulo sólidoestereo-
radián
srω
Tabla 3: Explica las magnitudes fundamentales, más usadas en el movimiento circular.

Nota: La dimensión del ángulo plano se expresa con la letra griega alfa, y el ángulo sólido con la letra griega omega.
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Presentación del Blog

Bienvenidos a este nuevo blog sobre la Física básica, donde la misión del mismo es ayudar a estudiantes de secundaria y público en general de todas las edades a conocer sobre una de las materias y ciencias más fascinantes del mundo. La física trata de explicar sobre las acciones de los seres inertes en la naturaleza, por lo que se empezara desde lo más fácil hasta lo más difícil.

Detalles del Blog:

  • Una de las características que hacen único a este blog, es que presenta conceptos fáciles de captar y entender de cada rama de la física clásica, ejercicios prácticos explicados paso a paso, cuestionarios, y juegos interactivos.
  • Si tienen dudas, comentarios o recomendaciones, pueden escribirlos a libertad en cualquier momento del día. Estos serán respondidos lo mas pronto posible por el autor del artículo.

¿Por qué y para qué se creo este blog?

  • Es importante compartir un conocimiento, en especial sobre una materia que ha causado muchos problemas entre los estudiantes por su grado de dificultad.
  • El tema principal de este blog sera sobre la física clásica, es decir, un nivel básico. El necesario para comprender el día a día que pasa desapercibido en nuestro entorno.
  • El principal público al que se espera llegar son los estudiantes de secundaria, que quieren conocer más sobre el tema o tienen dificultades. Además de personas de cualquier edad que desean conocer sobre el tema o tienen curiosidad.
  • Si el blog logra su objetivo hasta un año después de su creación, se continuará publicando contenido mas avanzado para quienes lo han seguido desde su creación o tienen conocimiento suficiente para entenderlo. Además se escuchará las sugerencias del público para mejorar o cambiar aspectos del blog.

Por ahora les damos la bienvenida a esta página, exploren la página para ver todo su contenido e información del blog. Y dejen su comentario sobre que les pareció el contenido o como podríamos mejorarlo. Muchas Gracias por su tiempo.