Introducción a la ingeniería industrial/Unidades

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Un micrómetro es un aparato de medida que, usando una escala ficticia es capaz de medir hasta en micrómetros. En la foto está midiendo el grosor del papel de aluminio.

En esta página se dispondrá una serie de magnitudes físicas en el Sistema Internacional (SI) mas luego su equivalencia en otros sistemas tal y como el sistema angolsajón.

Unidades elementales[editar]

Magnitud Unidad Símbolo Observaciones
Longitud metro m N/A
Masa kilogramo kg Nótese que la unidad estándar es el kilogramo, no el gramo.
Temperatura termodinámica kelvin K A diferencia de los grados Celsius o Farenheit, los Kelvin no llevan "º".
Tiempo segundo s N/A
Cantidad de sustancia mol mol 1 mol es 6.023 · 1023 moléculas.
Intensidad de corriente amperio A Es común pensar que la unidad elemental es el culombio, pero en realidad los amperios son los que tienen la definición física que los hacen elementales.
Luminosidad candela cd La candela tiene que ver con el flujo de luz incidente.
Ángulo plano radián rad Una vuelta entera a una circunferencia son 2·π rad. En realidad los radianes no son ninguna magnitud física, están allí para diferenciar entre las formas de medir ángulos y para diferenciar algunas unidades.
Ángulo sólido estereorradián sr Un estereorradián equivale a un ángulo tridimensional esto es, 4π estereoradianes equivalen a el ángulo sólido de una esfera, 2π al ángulo sólido de media esfera y así sucesivamente. Quizás convenga ver más a fondo el estereoradián en el artículo de la wikipedia. Se define como la superficie esférica barrida, partido del radio al cuadrado:

Unidades derivadas[editar]

Magnitud Unidad Símbolo Observaciones
Superificie metro cuadrado m2 N/A
Volumen metro cúbico m3 En entornos en los que aparecen otras magnitudes representadas con la letra V (velocidad, voltaje) se puede usar otra letra para representarlo; por ejemplo .
Densidad volumínica de masa kilogramos por metro cúbico Para cualquier otro tipo de densidad volumínica se sustitye la unidad del numerador por la deseada.
Densidad superficial de masa kilogramos por metro cuadrado Para cualquier otro tipo de densidad superficial se sustitye la unidad del numerador por la deseada.
Densidad lineal de masa kilogramos por metro Para cualquier otro tipo de densidad lineal se sustitye la unidad del numerador por la deseada.
Velocidad metros por segundo La letra v puede simbolizar además el volumen específico (volumen por unidad de masa, lo que es la inversa de la densidad) u otras propiedades. En ocasiones puede ser simbolizado con la letra c (no teniendo porqué referirse a la velocidad de la luz).
Aceleración metros por segundo cuadrado N/A
Fuerza newton N/A
Energía y trabajo julio N/A
Potencia watt N/A
Velocidad angular radianes por segundo N/A
Aceleración angular radianes por segundo cuadrado N/A
Frecuencia Hertzios En realidad la velocidad angular y la frecuencia tienen las mismas unidades. De hecho, la conversión frecuencia-velocidad angular es: . A veces la frecuencia se representa con el símbolo (nu, en griego).
Presión pascal N/A
Cantidad de electricidad culombio C = A·s N/A
Voltaje voltios Nótese el voltaje y el volumen se representan con V. Esto puede ocasionar problemas si no se presta atención en electrostática, donde es muy fácil encontrar el voltaje y el volumen en la misma fórmula.
Intensidad de campo eléctrico voltios por metro Corresponde con las unidades del campo eléctrico .
Desplazamiento eléctrico culombios por metro cuadrado Corresponde con las unidades del campo de desplazamiento eléctrico .
Capacidad o capatancia faradios El faradio es una unidad sumamente grande, hasta tal punto que no se suelen usar más que los μF (microfaradios), u otras unidades menores.
Resistencia eléctrica ohmnios N/A
Inductancia henrios N/A
Flujo magnético webber N/A
Densidad de flujo magnético tesla El tesla es una unidad bastante grande (el campo magnético de la tierra mide solo 31 µT) y será muy raro encontrar unidades mayores al kT (kiloTesla).
Conductividad térmica watios por kelvin metro N/A

Equivalencias fuera del Sistema Internacional[editar]

Temperatura termodinámica[editar]

Las tres unidades de temperatura más usadas son el Kelvin, el grado Celsius o centígrado y el grado Farenheit (en países anglosajones). En la siguiente tabla expondremos las ecuaciones de conversión entre unidades, así como la temperatura del punto de congelación (Cong.) y de ebullición (Eb.) del agua a 1 atmósfera de presión y la diferencia entre ambos (ΔT).

Unidad Conversión a K Conversión a ºC Conversión a ºF Conversión a ºR Cong. Eb. ΔT
Kelvin (K) 273.15 K 373.15 K 100 K
Grado Celsius (ºC) 0ºC 100ºC 100ºC
Grado Farenheit (ºF) 32ºF 212ºF 180ºF
Grado Rankine (ºR) 491.67ºR 671.67ºC 180ºC

A pesar de que en el Sistema Internacional la unidad para la temperatura termodinámica sea el Kelvin, se suele usar los grados Celsius en muchas ocasiones por que su escala es la misma (es decir 1 K = 1 ºC), lo cual sirve en algunas ecuaciones en las cuales se usa la diferencia de temperatura. Por otra parte, la escala Rankie sirve el mismo propósito que la escala Farenheit (es la misma escala con distinto origen).

Ángulo[editar]

Existen 3 formas básicas de medir ángulos: los radianes, los grados sexagesimales y los grados centesimales o gradianes. Cada uno tiene su propia escala:

Unidad Ángulo recto Media vuelta Vuelta completa Inc. de la diag. del cuadrado Áng. del triáng. equilátero
Radián π
G. Sexagesimal 90º 180º 360º 45º 60º
Gradián 100g 200g 400g 50g

Si bien en la mayoría de cálculos físicos se usa el radian (ya que establece una relacción directa entre muchas propiedades) es posible usar el resto en cosenos y senos.

Energía y trabajo[editar]

A parte de los julios existen dos unidades más comúnmente utilizadas:

Unidad Símbolo Equivalencia Observaciones
Electronvoltio eV 1 eV = 1,602176462 × 10-19 J Es la energía que adquiere un electrón al ser acelerado por una diferencia de potencial de 1 Voltio en el vacío. Esta unidad es bastante pequeña, por lo que es muy común usar múltiplos de la misma. Téngase en cuenta que 1,602176462 × 10-19 es el valor de la carga del electrón.
Caloría cal 1 cal = 4,1868 J Es muy usada en alimentación, y está basada en el calor específico del agua: a 14.5ºC, el calor específico del agua es 1 cal.

Presión[editar]

Existen múltiples unidades para la presión. Dependiendo de la presión que estemos midiendo conviene usar una u otra:

Unidades Conversión a Pa Conversión a bar Conversión a atm Conversión a mmHg Uso
Pascal (Pa) 1Pa = 10-5bar 1Pa = 0,987×10-5atm 1Pa = 0,0075mmHg Es la unidad del SI
Bar (bar) 1bar = 105Pa 1bar = 0,987 atm 1bar = 750mmHg Meteorología
Atmósferas (atm) 1atm = 101325Pa 1atm = 1,013bar 1atm = 760mmHg Presión atmosférica
Milímetro de mercurio (mmHg) o torrineli (Torr) 1mmHg = 133Pa 1mmHg = 0,00133bar 1mmHg = 0,00132atm Escala elemental (no transformada) de los barómetros de mercurio.

Densidad de flujo magnético[editar]

A parte del tesla existe otras dos unidades:

Unidad Equivalencia en Teslas Uso Observaciones
Gauss (G) 1T = 104G Usado en el sistema cegesimal N/A
Gammas (γ) 1T = 109γ Usado en geofísica N/A

Ver también[editar]