Sistema de unidades de medida.

Un sistema de unidades de medida, también conocido como sistema de unidades o sistema de medida, es un conjunto de unidades de medida y normas que los relacionan entre sí. Históricamente, los sistemas de medición han sido importantes, regulados y definidos para los fines de la ciencia y el comercio. Los ejemplos en uso incluyen el Sistema Internacional de Unidades o SI (la forma moderna del sistema métrico), el sistema imperial británico y el sistema tradicional de los Estados Unidos.

Historia

En la antigüedad, los sistemas de medición se definían localmente: las diferentes unidades podían definirse de forma independiente según la longitud del pulgar de un rey o el tamaño de su pie, la longitud de la zancada, la longitud del brazo, o tal vez el peso del agua en un barril de tamaño específico, tal vez definido en manos y nudillos. La característica unificadora es que había alguna definición basada en algún estándar. Con el tiempo, los codos y los zancos dieron paso a las "unidades habituales" para satisfacer las necesidades de comerciantes y científicos.

La preferencia por un sistema más universal y consistente sólo se extendió gradualmente con el crecimiento del comercio y la ciencia internacionales. Cambiar un sistema de medición tiene costos a corto plazo, lo que a menudo resulta en resistencia a dicho cambio. El beneficio sustancial de la conversión a un sistema de medición más racional e internacionalmente consistente ha sido reconocido y promovido por científicos, ingenieros, empresas y políticos, y ha resultado en que la mayor parte del mundo adopte un sistema métrico comúnmente acordado.

La Revolución Francesa dio origen al sistema métrico, que se ha extendido por todo el mundo y ha sustituido a la mayoría de las unidades de medida habituales. En la mayoría de los sistemas, la longitud (distancia), la masa y el tiempo son cantidades base.

Los avances científicos posteriores demostraron que se podía añadir una cantidad electromagnética como la carga eléctrica o la corriente eléctrica para ampliar el conjunto de cantidades base. Las unidades gaussianas sólo tienen longitud, masa y tiempo como cantidades base, sin una dimensión electromagnética separada. Otras cantidades, como la potencia y la velocidad, se derivan de las cantidades base: por ejemplo, la velocidad es la distancia por unidad de tiempo. Históricamente se utilizaba una amplia gama de unidades para el mismo tipo de cantidad. En diferentes contextos, la longitud se midió en pulgadas, pies, yardas, brazas, varas, cadenas, estadios, millas, millas náuticas, estadios, leguas, con factores de conversión que no se basaban en la potencia de diez.

En el sistema métrico y otros sistemas recientes, las relaciones subyacentes entre cantidades, expresadas por fórmulas de física como las leyes de movimiento de Newton, se utilizan para seleccionar un pequeño número de cantidades base para las cuales se define una unidad. para cada uno, del cual se pueden derivar todas las demás unidades. Las unidades secundarias (múltiplos y submúltiplos) se derivan de estas unidades base y derivadas multiplicándolas por potencias de diez. Por ejemplo, donde la unidad de longitud es el metro; una distancia de 1 metro son 1000 milímetros o 0,001 kilómetros.

Práctica actual

La métrica está completa o casi completa en la mayoría de los países.

Sin embargo, las unidades tradicionales estadounidenses siguen utilizándose mucho en Estados Unidos y, hasta cierto punto, en Liberia. En Birmania se utilizan unidades de medida tradicionales birmanas, con una transición parcial al sistema métrico. Las unidades estadounidenses se utilizan en contextos limitados en Canadá debido al gran volumen de comercio con los EE. UU. También hay un uso considerable de pesos y medidas imperiales, a pesar de la conversión canadiense de jure al sistema métrico.

Otras jurisdicciones tienen leyes que exigen o permiten otros sistemas de medición en algunos o todos los contextos, como el Reino Unido (cuya legislación sobre señalización vial, por ejemplo, solo permite señales de distancia que muestren unidades imperiales (millas o yardas)). o Hong Kong.

En los Estados Unidos, las unidades métricas prácticamente siempre se utilizan en la ciencia, frecuentemente en el ejército y parcialmente en la industria. Las unidades tradicionales de EE. UU. se utilizan principalmente en los hogares estadounidenses. En las tiendas minoristas, el litro (escrito 'litro' en EE. UU.) es una unidad de volumen comúnmente utilizada, especialmente en botellas de bebidas, y para los medicamentos se utilizan miligramos, en lugar de granos.

Algunas otras unidades ajenas al SI todavía se utilizan internacionalmente, como millas náuticas y nudos en la aviación y el transporte marítimo, y pies para la altitud de los aviones.

Sistema métrico

Los sistemas métricos de unidades han evolucionado desde la adopción del primer sistema bien definido en Francia en 1795. Durante esta evolución, el uso de estos sistemas se ha extendido por todo el mundo, primero a los países de habla no inglesa y luego a Países de habla inglesa.

Los múltiplos y submúltiplos de unidades métricas se relacionan mediante potencias de diez y sus nombres se forman con prefijos. Esta relación es compatible con el sistema decimal de números y contribuye en gran medida a la conveniencia de las unidades métricas.

En el sistema métrico temprano había dos unidades básicas, el metro para longitud y el gramo para masa. Las otras unidades de longitud y masa, y todas las unidades de área, volumen y unidades derivadas como la densidad se derivaron de estas dos unidades básicas.

Las medidas usuelles (en francés, medidas habituales) fueron un sistema de medidas introducido como un compromiso entre el sistema métrico y las medidas tradicionales. Fue utilizado en Francia desde 1812 hasta 1839.

Se han utilizado varias variaciones del sistema métrico. Estos incluyen los sistemas gravitacionales, los sistemas centímetro-gramo-segundo (cgs) útiles en ciencia, el sistema metro-tonelada-segundo (mts) alguna vez utilizado en la URSS y el sistema metro-kilogramo-segundo (mks). En algunos campos de la ingeniería, como el diseño asistido por computadora, también se utiliza el milímetro-gramo-segundo (mmgs).

El estándar internacional actual para el sistema métrico es el Sistema Internacional de Unidades (Système international d'unités o SI). Es un sistema en el que todas las unidades se pueden expresar en términos de siete unidades. Las unidades que sirven como unidades básicas del SI son el metro, kilogramo, segundo, amperio, kelvin, mol y candela.

Unidades imperiales y estadounidenses

Tanto las unidades imperiales como las unidades tradicionales estadounidenses derivan de unidades inglesas anteriores. Las unidades imperiales se utilizaron principalmente en el antiguo Imperio Británico y la Commonwealth británica, pero en todos estos países han sido suplantadas en gran medida por el sistema métrico. Todavía se utilizan para algunas aplicaciones en el Reino Unido, pero en su mayoría han sido reemplazados por el sistema métrico en aplicaciones comerciales, científicas e industriales. Sin embargo, las unidades tradicionales estadounidenses siguen siendo el principal sistema de medida en Estados Unidos. Si bien se han dado algunos pasos hacia la métrica (principalmente a finales de los años 1960 y principios de los años 1970), las unidades tradicionales tienen un fuerte arraigo debido a la vasta infraestructura industrial y el desarrollo comercial.

Si bien los sistemas consuetudinarios imperial y estadounidense están estrechamente relacionados, existen varias diferencias entre ellos. Las unidades de longitud y área (pulgada, pie, yarda, milla, etc.) han sido idénticas desde la adopción del Acuerdo Internacional de Yardas y Libras; sin embargo, Estados Unidos y, anteriormente, India conservaron definiciones más antiguas para fines de encuestas. Esto dio origen, por ejemplo, al pie encuesta en Estados Unidos. Las unidades avoirdupois de masa y peso difieren para unidades mayores que una libra (lb). El sistema imperial utiliza una piedra de 14 lb, un quintal largo de 112 lb y una tonelada larga de 2240 lb. La piedra no se utiliza en Estados Unidos y los quintales y toneladas son cortos: 100 lb y 2000 lb respectivamente.

Donde estos sistemas difieren más notablemente es en sus unidades de volumen. Una onza líquida estadounidense (oz líquida), aproximadamente 29,6 mililitros (ml), es ligeramente más grande que la onza líquida imperial (aproximadamente 28,4 ml). Sin embargo, como hay 16 onzas líquidas estadounidenses por pinta estadounidense y 20 onzas líquidas imp por pinta imperial, la pinta imperial es aproximadamente un 20% más grande. Lo mismo ocurre con los cuartos, galones, etc.; seis galones estadounidenses son un poco menos que cinco galones imperiales.

El sistema avoirdupois sirvió como sistema general de masa y peso. Además de esto están la troya y los boticarios' sistemas. El peso troy se utilizaba habitualmente para metales preciosos, pólvora negra y piedras preciosas. La onza troy es la única unidad del sistema que se utiliza actualmente; se utiliza para metales preciosos. Aunque la onza troy es mayor que su equivalente avoirdupois, la libra es más pequeña. La obsoleta libra troy se dividió en 12 onzas, en lugar de las 16 onzas por libra del sistema avoirdupois. Los boticarios' El sistema se utilizaba tradicionalmente en farmacología, pero ahora ha sido reemplazado por el sistema métrico; compartía la misma libra y onza que el sistema troy, pero con diferentes subdivisiones adicionales.

Unidades naturales

Las unidades naturales son unidades de medida definidas en términos de constantes físicas universales de tal manera que las constantes físicas seleccionadas toman el valor numérico de uno cuando se expresan en términos de esas unidades. Las unidades naturales se denominan así porque su definición se basa únicamente en propiedades de la naturaleza y no en ninguna construcción humana. Son posibles distintos sistemas de unidades naturales, dependiendo de la elección de las constantes utilizadas.

Algunos ejemplos son los siguientes:

• Los sistemas de unidades geometrizadas son útiles en la física relativista. En estos sistemas, la velocidad de la luz y la constante gravitacional están entre las constantes elegidas.
• Unidades de Planck es un sistema de unidades geometrizadas en las que se incluye la constante de Planck reducida en la lista de constantes de definición. Se basa en sólo propiedades de espacio libre en lugar de cualquier objeto o partícula.
• Unidades de piedra es un sistema de unidades geometrizadas en las que se incluyen la constante del Coulomb y la carga elemental.
• Las unidades atómicas son un sistema de unidades utilizadas en la física atómica, especialmente para describir las propiedades de los electrones. Las unidades atómicas han sido elegidas para utilizar varias constantes relacionadas con el electrón: la masa de electrones, la carga elemental, la constante de Coulomb y la constante de Planck reducida. La unidad de energía en este sistema es la energía total del electrón en el átomo de Bohr y llamada la energía de Hartree. La unidad de longitud es el radio Bohr.

Unidades no estándar

Las unidades de medida no estándar que también se encuentran en libros, periódicos, etc. incluyen:

Zona

• El campo de fútbol americano, que tiene una zona de juego de 100 metros (91.4 m) de largo por 160 pies (48.8 m) de ancho. Esto es utilizado a menudo por los medios públicos estadounidenses para los tamaños de grandes edificios o parques. Se utiliza tanto como unidad de longitud (100 yd o 91,4 m, la longitud del campo de juego excluyendo las áreas de objetivo) y como unidad de área (57,600 pies cuadrados o 5,350 m²), alrededor de 1.32 acres (0.53 ha).
• Los medios británicos también utilizan con frecuencia el campo de fútbol con fines equivalentes, aunque los campos de fútbol no tienen un tamaño fijo, pero en cambio pueden variar dentro de límites definidos (100–130 yd o 91.4–118,9 m de largo, y 50–100 yd o 45,7–91,4 m de ancho, dando un área de 5.000 a 13.000 metros cuadrados o 4,181 a 10,870 m²). Sin embargo, el campo de la UEFA Champions League debe ser exactamente 105 por 68 m (114.83 por 74.37 yd) dando una superficie de 7.140 m² (0.714 ha) o 8.539 metros cuadrados (1.764 acres). Por ejemplo, "las embarcaciones de SHS son catamaranes de aluminio sobre el tamaño de un campo de fútbol."
• Las áreas más grandes también se expresan como múltiples de las áreas de ciertos estados americanos, o subdivisiones del Reino Unido, etc.

Energía

• Una tonelada de TNT equivalente, y sus múltiples el kiloton, el megaton, y el gigaton. A menudo se utiliza para indicar el poder de eventos muy energéticos como explosiones y eventos volcánicos y terremotos y impactos de asteroides. Un gramo de TNT como unidad de energía se ha definido como 1000 calorías termoquímicas (1,000 cal o 4,184 J).
• La bomba atómica cayó sobre Hiroshima. Su rendimiento energético se utiliza a menudo en los medios públicos y libros populares como unidad de energía. (Su rendimiento fue de aproximadamente 13 kilotones, o 60 TJ.)
• Un palo de dinamita.

Unidades monetarias

Una unidad de medida que se aplica al dinero se denomina unidad de cuenta en economía y unidad de medida en contabilidad. Esta es normalmente una moneda emitida por un país o una fracción de ella; por ejemplo, el dólar de los EE.UU. y el centavo de los EE.UU.1.100 de un dólar), o el euro y el euro.

ISO 4217 es el estándar internacional que describe códigos de tres letras (también conocido como código de moneda) para definir los nombres de las monedas establecidos por la Organización Internacional de Normalización (ISO).

Sistemas históricos de medición

A lo largo de la historia, se han utilizado muchos sistemas oficiales de medición. Aunque ya no se utilizan oficialmente, algunos de estos sistemas habituales se utilizan ocasionalmente en la vida cotidiana, por ejemplo en la cocina.

África

Asia

Europa

América del Norte

América del Sur

Antigua

Notas y referencias