1. magnitudes básicas

salón ingeniería [email protected] @IngClinicaUdeA ingenieriaclinica.udea


ESTRUCTURA DEL SI

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES SI

(CGPM)

UNIDADES DEL SI FUNDAMENTALES O

BÁSICAS

LONGITUD MASA TIEMPO INTENSIDAD EN CTE. ELÉCTRICA TEMPERATURA TERMODINÁMICA INTENSIDAD LUMINOSA CANTIDAD DE SUSTANCIA

UNIDADES DEL SI DERIVADAS

COMBINACIÓN DE LAS UNIDADES BÁSICAS, DE ACUERDO CON RELACIONES ALGEBRAICAS ÁNGULO PLANO ÁNGULO SÓLIDO

PREFIJOS DEL SI INDICAN CUANTAS VECES ES MAYOR O MENOR LA UNIDAD FORMADA CON RELACIÓN A LA UNIDAD BÁSICA


ESTRUCTURA DEL SI

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES SI

(CGPM)

UNIDADES DEL SI FUNDAMENTALES O

BÁSICAS

LONGITUD MASA TIEMPO INTENSIDAD EN CTE. ELÉCTRICA TEMPERATURA TERMODINÁMICA INTENSIDAD LUMINOSA CANTIDAD DE SUSTANCIA


MAGNITUDES Y UNIDADES

Longitud •  Distancia entre dos puntos •  metro [m]

Masa •  Cantidad de materia contenida en un cuerpo •  gramo [g]

Tiempo •  Lapso transcurrido entre dos eventos conocidos •  segundo [s]


Intensidad de Corriente •  Flujo de electrones a través de un conductor •  amper [A]

Temperatura termodinámica • Medida del flujo de energía en un cuerpo •  kelvin [K]

Intensidad de luz •  Cantidad de iluminación que incide en un cuerpo •  candela [cd]

mol •  Cantidad de sustancia contenida en un cuerpo • Mol [mol]

MAGNITUDES Y UNIDADES


SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

Sistema internacion

al de unidades

Longitud

Masa

Tiempo

Intensidad de

corriente Temperatura

Intensidad de

luz

mol


UNIDADES DEL SI

UNIDADES BÁSICAS

UNIDADES SUPLEMENTARIAS

UNIDADES DERIVADAS

CANTIDAD DE SUSTANCIA Mol mol

INTENSIDAD LUMINICA Candela cd

TEMPERATURA TERMODINAMICA Kelvin K

INTENSIDAD DE CORRIENTE ELECTRICA

Amper A

TIEMPO Segundo s

MASA Kilogramo kg

LONGITUD Metro m

Radián (rad)

Stero radián (sr)

Newton (N)

Joule (J)

Watt (W)

Hertz (Hz)


LONGITUD

“Hazte un arca de maderas resinosas. Haces el arca de carrizo y la calafateas por dentro y por fuera con betún. Así es como lo harás: longitud del arca 300 codos, su anchura 50 codos y su altura 30 codos. Hacer en el arca una cubierta y a un codo la rematarás por encima, pones la puerta del arca en su costado y haces un primer piso, un segundo y un tercero” (Génesis, 6-14;16)


LA MILLA Es una unidad de longitud que no forma parte del sistema métrico. De origen muy antiguo, fue heredada de la Antigua Roma y equivalía a mil pares de pasos caminados por un hombre (en latín: mille passus, plural: milia passuum). Como los pasos eran dobles, la milla romana era aproximadamente igual a 1467 m, y por lo tanto un paso simple era de unos 73 cm.

UNA BRAZA Es una unidad de longitud náutica, que se utilizaba para medir la profundidad del agua. El nombre braza, porque equivale a la longitud de un par de brazos extendidos. Hoy en día no es utilizada como una unidad de medida. La braza tiene diferentes valores dependiendo del país: Una braza española equivale a 1,6719 metros. Una braza inglesa (fathom), equivale a 1,8288 metros


MAGNITUDES BÁSICAS

LONGITUD D is tanc ia o sepa rac ión en t re dos pun tos

Se m ide con : Reg las , c i n tas mé t r i cas , ca l i b rado res , m ic rómet ros , non ios o ve rn ie rs , b loques pa t rón , med ido res de ángu los , d i v i so res , med ido res de d iámet ro i n te r i o r o ex te r i o r, med ido res de r e d o n d e z o de p lanos , rugos íme t ros , M e t r o ( m ) : d i e z m i l l o n é s i m a p a r t e d e l c u a d r a n t e d e l mer id iano te r res t re en l a ac tua l i dad se de f i ne a l me t ro como l a d i s t a n c i a r e c o r r i d a p o r l a l u z e n v a c i ó d u r a n t e u n i n te rva lo de 1 / 299 792 458 de segundo


Masa : (kilogramo – kg )

El kilogramo es la masa del prototipo de platino-iridio, aceptado por la Conferencia General de Pesas y Medidas en 1889 y depositado en el Pabellón de Breteuil, de Sévres. (1ª y 3ª CGPM 1889 y 1901)

11


EL KILOGRAMO

La primera definición del kilogramo, se tomó como la masa de un litro de agua destilada (un cubo de lado un decimetro) a una atmosfera de presión, y a una temperatura de 3,97oC, para facilitar la reproducción del kilogramo patrón, este se estableció luego como una masa de Pt/Ir equivalente al cubo de agua.


EL METRO

Inicialmente se definió en París en 1791 como un diez millonésimo de la longitud de un cuadrante polar de la tierra que pasa por París, a partir de una medición geodésica efectuada entre Dunkerque y Barcelona, que tomó seis años de trabajo.

La unidad se materializó en una barra de aleación de 90% Pt y 10% Ir para aumentar la dureza y con sección en forma de “X” con un plano en su sección baricéntrica, para minimizar los errores por flexión elástica, cuando se la apoya en los puntos de Bessel (de mínima deformación).


TIEMPO

L a p s o t r a n s c u r r i d o e n t r e d o s e v e n t o s . S e m i d e c o n : L a s m e d i c i o n e s u s u a l e s d e t i e m p o s e l l e v a n a c a b o p o r m e d i o d e d i v e r s o s t i p o s d e r e l o j e s y c r o n ó m e t r o s , d e m a y o r o m e n o r e x a c t i t u d s e g ú n l a s n e c e s i d a d e s , c a l i b r a d o s c o n b a s e e n l a e s c a l a U T C o TA I s e g ú n e l c a s o . S e g u n d o ( s ) : o r i g i n a l m e n t e , e l s e g u n d o f u e d e f i n i d o c o m o 1 / 8 6 4 0 0 d e l d í a s o l a r m e d i o , A c t u a l m e n t e s e d e f i n e c o m o l a d u r a c i ó n d e 9 1 9 2 6 3 1 7 7 0 p e r í o d o s d e l a r a d i a c i ó n c o r r e s p o n d i e n t e a l a t r a n s i c i ó n e n t r e l o s d o s n i v e l e s h i p e r f i n o s d e l e s t a d o f u n d a m e n t a l d e l á t o m o d e c e s i o 1 3 3 .


TIEMPO

Tiempo: (segundo – s ): El segundo es la duración de 9 192 631 770 períodos de la radicación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133. (13ª CGPM 1967, resolución 1) Se realiza sintonizando un oscilador a la frecuencia de resonancia de los átomos a su paso a través de campos magnéticos y una cavidad resonante hacia un detector.


Intensidad de corriente eléctrica : (ampere – A)

El ampere 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 uno del otro en el vacío, produce entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10-7 newton por metro de longitud. (9ª CGPM 1948, resolución 2).

16


TEMPERATURA

El primer termómetro (vocablo que proviene del griego thermes y metron, medida del calor) se atribuye a Galileo que diseñó uno en 1592 con un bulbo de vidrio del tamaño de un puño y abierto a la atmósfera a través de un tubo delgado. Para evaluar la temperatura ambiente, calentaba con la mano el bulbo e introducía parte del tubo (boca abajo) en un recipiente con agua coloreada. El aire circundante, más frío que la mano, enfriaba el aire encerrado en el bulbo y el agua coloreada ascendía por el tubo.


TEMPERATURA Calo r de un cuerpo dado Ke l v in (K ) : es l a f r acc ión 1 /273 ,16 de l a t empera tu ra te rmod inámica de l pun to t r ip le de l agua . E l pa t rón se log ra por med io de una ser ie de ce ldas se l ladas , que con t ienen una sus tanc ia pura , en cond ic iones ta les que pongan a la s u s t a n c i a e n c i e r t o e s t a d o a l q u e c o r r e s p o n d e u n a t e m p e r a t u r a d a d a , q u e r e p r e s e n t a u n p u n t o f i j o d e de f in i c ión . Se mide con : Los de emp leo más común son : a r te fac tos de camb io de es tado , a r t e f ac tos de expans ión de f l u i do , t e rmocup las o t e rmopa res , a r t e f ac tos de r es i s t enc i a y t e r m i s t o r e s , s e n s o r e s ó p t i c o s e i n f r a r r o j o s , a r t e f a c t o s b imetá l i cos .


TEMPERATURA

El primer termómetro (vocablo que proviene del griego thermes y metron, medida del calor) se atribuye a Galileo que diseñó uno en 1592 con un bulbo de vidrio del tamaño de un puño y abierto a la atmósfera a través de un tubo delgado. Para evaluar la temperatura ambiente, calentaba con la mano el bulbo e introducía parte del tubo (boca abajo) en un recipiente con agua coloreada. El aire circundante, más frío que la mano, enfriaba el aire encerrado en el bulbo y el agua coloreada ascendía por el tubo.


La distancia entre el nivel del líquido en el tubo y en el recipiente se relacionaba con la diferencia entre la temperatura del cuerpo humano y la del aire. Si se enfriaba la habitación el aire se contraía y el nivel del agua ascendía en el tubo. Si se calentaba el aire en el tubo, se dilataba y empujaba el agua hacia abajo. Las variaciones de presión atmosférica que soporta el agua pueden hacer variar el nivel del líquido sin que varíe la temperatura. Debido a este factor las medidas de temperatura obtenidas por el método de Galileo tienen errores. En 1644 Torricelli estudió la presión y construyó el primer barómetro para medirla.

TEMPERATURA


En 1641, el Duque de Toscana, construye el termómetro de bulbo de alcohol con capilar sellado, como los que usamos actualmente. A mediados del XVII, Robert Boyle descubrió las dos primeras leyes que manejan el concepto de temperatura: en los gases encerrados a temperatura ambiente constante, el producto de la presión a que se someten por el volumen que adquieren permanece constante. la temperatura de ebullición disminuye con la presión. Posteriormente se descubrió, pese a la engañosa evidencia de nuestros sentidos, que todos los cuerpos expuestos a las mismas condiciones de calor o de frío alcanzan la misma temperatura (ley del equilibrio térmico). Al descubrir esta ley se introduce por primera vez una diferencia clara entre calor y temperatura. Todavía hoy y para mucha gente estos términos no están muy claros.

TEMPERATURA


ESCALA CELSIUS

En 1740, Celsius, científico sueco de Upsala, propuso los puntos de fusión y ebullición del agua al nivel del mar (P=1 atm) como puntos fijos y una división de la escala en 100 partes (grados). Como en Suecia interesaba más medir el grado de frío que el de calor le asignó el 100 al punto de fusión del hielo y el 0 al del vapor del agua en la ebullición. Más tarde el botánico y explorador Linneo invirtió el orden y le asignó el 0 al punto de congelación del agua. Esta escala, que se llamó centígrada por contraposición a la mayoría de las demás graduaciones, que eran de 60 grados según la tradición astronómica, ha perdurado hasta época reciente (1967) y se proyectó en el Sistema métrico decimal (posterior a la Revolución Francesa). ANDERS CELSIUS


ESCALA FAHRENHEIT

E n 1 7 1 7 F a h r e n h e i t , u n g e r m a n o - h o l a n d é s ( n a c i ó e n D a n c i n g y e m i g r ó a A m s t e r d a m ) , f a b r i c a n t e d e i n s t r u m e n t o s t é c n i c o s , c o n s t r u y ó e i n t r o d u j o e l t e r m ó m e t r o d e m e r c u r i o c o n b u l b o ( u s a d o t o d a v í a h o y ) y t o m ó c o m o p u n t o s f i j o s : E l d e c o n g e l a c i ó n d e u n a d i s o l u c i ó n s a t u r a d a d e s a l c o m ú n e n a g u a , q u e e s l a t e m p e r a t u r a m á s b a j a q u e s e p o d í a o b t e n e r e n u n l a b o r a t o r i o , m e z c l a n d o h i e l o o n i e v e y s a l ; y l a t e m p e r a t u r a d e l c u e r p o h u m a n o . D i v i d i ó l a d i s t a n c i a q u e r e c o r r í a e l m e r c u r i o e n e l c a p i l a r e n t r e e s t o s d o s e s t a d o s e n 9 6 p a r t e s i g u a l e s . N e w t o n h a b í a s u g e r i d o 1 2 p a r t e s i g u a l e s e n t r e l a c o n g e l a c i ó n d e l a g u a y l a t e m p e r a t u r a d e l c u e r p o h u m a n o . E l n ú m e r o 9 6 v i e n e d e l a e s c a l a d e 1 2 g r a d o s , u s a d a e n I t a l i a e n e l S . X V I I ( 1 2 * 8 = 9 6 ) .

GABRIEL FAHRENHEIT


La escala Kelvin tiene como referencia la temperatura más baja del cosmos. Para definir la escala absoluta o Kelvin es necesario recordar lo que es el punto triple. El llamado punto triple es un punto muy próximo a 0 ºC en el que el agua, el hielo y el valor de agua están en equilibrio. En 1967 se adoptó la temperatura del punto triple del agua como único punto fijo para la definición de la escala absoluta de temperaturas y se conservó la separación centígrada de la escala Celsius. El nivel cero queda a -273,15 oC del punto triple y se define como cero absoluto o 0 K. En esta escala no existen temperaturas negativas. Esta escala sustituye a la escala centígrada o Celsius LORD KELVIN


CENTIGRADO?


INTENSIDAD LUMINICA

Las d i ve r sas f o rmas de ene rg ía r ad i an te i nc l uyen l os r ayos c ó s m i c o s , l o s r a y o s g a m m a , l o s r a y o s X , l o s r a y o s u l t r av i o l e t a , l o s r ayos de l a l u z v i s i b l e a l hombre , l o s r ayos i n f r a r r o j o s , l a s m i c r o o n d a s y l o s r a y o s e l é c t r i c o s y d e r a d i o . C a n d e l a ( cd ) : es l a i n t ens i dad l um inosa , en una d i r ecc i ón dada , de u na f uen te que em i t e una r ad i ac i ón monoc romá t i ca de f r ecu en c ia 540 x 1012 Hz y cuya i n t ens i dad r ad i an te en es a d i r ecc i ó n es de 1 /683 w a t t po r es te reo r rad i án . Se m ide con : En e l campo de f o t ome t r í a y r ad i ac i ón se u t i l i z a n r a d i ó m e t r o s , f o t ó m e t r o s d e a b s o r c i ó n , d e enne g re c im ien to , de po l a r i zac i ón , e l éc t r i cos , f o t oe l éc t r i cos ; i n t e g r a d o r e s , e s p e c t r o f o t ó m e t r o s , espec t r o rad i óme t ros , en t r e o t r os .


Intensidad luminosa : (candela – cd)

Es la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 * 1012 hertz y cuya intensidad energética en esa dirección es de 1/683 watt por esterradian. (16ª CGPM 1979, resolución 3).

28


Cantidad de materia : (mol – mol)

Cantidad de materia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12 . (14ª CGPM, resolución 3)

29


ü  Exactitud

ü  Instrumento

VOCABULARIO INTERNACIONAL DE METROLÓGIA ü  Incertidumbre

ü  Error

ü  Repetibilidad

ü  Medición

ü  Patrón

ü  Trazabilidad

DEFINICIONES Y CONCEPTOS


METROLOGÍA I

N° Apellidos y Nombres Asistencia

1 ARTEAGA GUERRERO ESTEBAN Error

2 BEDOYA QUINTERO LEONARDO Incertidumbre

3 CADAVID OSORIO BRAYAN ESTEBAN Medición

4 CASTAÑEDA ESPINAL JEFFERSON Exactitud

5 CHAVARRIAGA SANTAMARIA LUIS NORBERTO Repetibilidad

6 ECHEVERRI ZAPATA ANDRÉS Reproducibilidad

7 FLÓREZ SALINAS JUAN CARLOS Trazabilidad

8 LÓPEZ FLÓREZ JUAN PABLO Patrón

9 OCHOA YEPES JENNIFER PAOLA Tolerancia

10 ORTIZ GIRALDO ANDRÉS DE JESÚS Intervalo

11 VANEGAS CASTAÑO LUZ DELLY Presición

1. magnitudes básicas

Education

Transcript of 1. magnitudes básicas