31.4: Unidades Usadas en Ciencia (Apéndice D)

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 127822

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

En el sistema estadounidense de medición (originalmente desarrollado en Inglaterra), las unidades fundamentales de longitud, peso y tiempo son el pie, la libra y la segunda, respectivamente. También hay unidades más grandes y más pequeñas, que incluyen la tonelada (2240 lb), la milla (5280 pies), la varilla (16 1/2 pies), la yarda (3 pies), la pulgada (1/12 pies), la onza (1/16 lb), y así sucesivamente. Tales unidades, cuyos orígenes en las decisiones de la realeza británica han sido olvidados por la mayoría de la gente, son bastante inconvenientes para la conversión o para hacer cálculos.

En la ciencia, por lo tanto, es más habitual utilizar el sistema métrico, que ha sido adoptado en prácticamente todos los países excepto Estados Unidos. Su gran ventaja es que cada unidad aumenta en un factor de diez, en lugar de los factores extraños en el sistema estadounidense. Las unidades fundamentales del sistema métrico son:

longitud: 1 metro (m)
masa: 1 kilogramo (kg)
tiempo: 1 segundo (s)

Originalmente se pretendía que un metro fuera 1 diezmillonésima parte de la distancia desde el ecuador hasta el Polo Norte a lo largo de la superficie de la Tierra. Se trata de 1.1 yd. Un kilogramo es la masa que en la Tierra da como resultado un peso de aproximadamente 2.2 lb El segundo es el mismo en unidades métricas y americanas.

Largo

Las cantidades de longitud más utilizadas del sistema métrico son las siguientes.

Tabla\(\PageIndex{1}\): Conversiones de longitud
1 kilómetro (km) = 1000 metros = 0.6214 milla
1 metro (m) = 0.001 km = 1.094 yardas = 39.37 pulgadas
1 centímetro (cm) = 0.01 metro = 0.3937 pulgadas
1 milímetro (mm) = 0.001 metro = 0.1 cm
1 micrómetro (µm) = 0.000001 metro = 0.0001 cm
1 nanómetro (nm) = 10 ⁻⁹ metros = 10 ⁻⁷ cm

Para convertir del sistema estadounidense, aquí hay algunos factores útiles:

1 milla = 1.61 km
1 pulgada = 2.54 cm

Masa

Aunque no hacemos la distinción con mucho cuidado en la vida cotidiana en la Tierra, estrictamente hablando el kilogramo es una unidad de masa (midiendo la cantidad de materia en un cuerpo, aproximadamente cuántos átomos tiene,) mientras que la libra es una unidad de peso (midiendo con qué fuerza la gravedad de la Tierra tira de un cuerpo).

Las cantidades de masa más utilizadas del sistema métrico son las siguientes.

Tabla\(\PageIndex{2}\): Conversiones Masivas
1 tonelada métrica = 10 ⁶ gramos = 1000 kg (y produce un peso de 2.205 × 10 ³ lb en la Tierra)
1 kg = 1000 gramos (y produce un peso de 2.2046 lb en la Tierra)
1 gramo (g) = 0.0353 oz (y el peso equivalente es 0.002205 lb)
1 miligramo (mg) = 0.001 g

Un peso de 1 lb es equivalente en la Tierra a una masa de 0.4536 kg, mientras que un peso de 1 oz es producido por una masa de 28.35 g.

Temperatura

Tres escalas de temperatura son de uso general:

Fahrenheit (F); el agua se congela a 32 °F y hierve a 212 °F.
Celsius o centígrados ¹ (C); el agua se congela a 0 °C y hierve a 100 °C.
Kelvin o absoluto (K); el agua se congela a 273 K y hierve a 373 K.

Todo movimiento molecular cesa a aproximadamente −459 °F = −273 °C = 0 K, una temperatura llamada cero absoluto. La temperatura Kelvin se mide a partir de esta temperatura más baja posible, y es la escala de temperatura más utilizada en astronomía. Los kelvin tienen el mismo valor que los grados centígrados o centígrados, ya que la diferencia entre los puntos de congelación y ebullición del agua es de 100 grados en cada uno. (Tenga en cuenta que solo decimos “kelvin”, no grados kelvin.)

En la escala Fahrenheit, la diferencia entre los puntos de congelación y ebullición del agua es de 180 grados. Así, para convertir grados Celsius o kelvins a grados Fahrenheit, es necesario multiplicar por 180/100 = 9/5. Para convertir de grados Fahrenheit a grados Celsius o Kelvin, es necesario multiplicar por 100/180 = 5/9.

Las fórmulas de conversión completas son:

K = °C + 273
°C = 0.555 × (°F — 32)
°F = (1.8 × °C) + 32

Notas al pie

¹ Celsius es ahora el nombre utilizado para la temperatura centígrados; tiene una estandarización más moderna pero difiere de la antigua escala centígrados en menos de 0.1°.