Elementos del SI: Unidades base y derivadas

Publicado el 7 septiembre, 2020

Unidades SI

En todas las ciencias, una de las cosas más comunes que hacen los estudiantes y los científicos profesionales es trabajar con mediciones. Cuando escribimos los números de estas medidas, los distinguimos de los números puros, como vemos en un curso de matemáticas, usando dimensiones y unidades.

La dimensión de un número determina el tipo de medida con la que está trabajando. Las dimensiones incluyen cosas como longitud, volumen, tiempo, masa, etc. Las unidades de un número determinan la escala de la medida de la dimensión. Por ejemplo, la dimensión de la longitud puede tener unidades de pulgadas, yardas, millas, etc. En un curso de ciencias, verá unidades representadas por un símbolo después de un número.

En las ciencias, usamos un conjunto estándar de unidades llamado Sistema Internacional de Unidades o unidades SI para abreviar. Las unidades SI consisten en una extensión del sistema métrico original y se implementaron por primera vez durante la 11ª Conferencia General de Pesos y Medidas en 1960. Este sistema de unidades es fluido y puede actualizarse según sea necesario cuando estén disponibles nuevos métodos de medición más precisos. .

Las unidades del SI se pueden separar en dos categorías principales de unidades base y derivadas. En esta lección, repasaremos todas las unidades base y varios ejemplos de las numerosas unidades derivadas.

Unidades base

En el Sistema Internacional de Unidades, las unidades base son las siete unidades más básicas de las que se obtienen todas las demás unidades. Cada uno tiene una dimensión única y no se pueden dividir en otras unidades. Veamos cada una de las siete unidades base y su dimensión correspondiente.

El metro es la unidad base para la distancia, representada por el símbolo m. Si alguna vez ha visto un metro, ya sabe exactamente cuánto mide. Si está más familiarizado con las varas de medir, es solo un poco más largo que eso.

La segunda es la unidad base del tiempo, representada por el símbolo s. Este es el incremento más pequeño en un microondas o la manecilla más rápida en un reloj. Es la menor cantidad de tiempo con la que la gente se ocupa en el día a día.

El kilogramo es la unidad base para la masa, representada por el símbolo kg. Una razón por la que los kilogramos son una buena unidad para los estudiantes es que, a diferencia de las libras, son solo una medida de masa. Las libras se pueden usar como nombre para una unidad de masa o una unidad de peso (es decir, fuerza). Esto puede resultar confuso para los estudiantes.

El amperio es la unidad base de la corriente eléctrica, representada por el símbolo A. La corriente eléctrica es la tasa de flujo de electricidad. Es responsable de alimentar todo, desde las linternas hasta la computadora en la que estás viendo esto ahora.

El kelvin es la unidad base para la temperatura, representada por el símbolo K. Kelvin es una escala de temperatura única porque nunca llega a números negativos. Nada en el universo puede ser más frío que cero kelvin.

La candela es la unidad base para la intensidad luminosa, representada por el símbolo cd. Por el nombre, es posible que pueda adivinar que una vela estándar tiene una intensidad luminosa de aproximadamente 1 candela. Si miras una vela encendida y una bombilla una al lado de la otra, podrás notar que la bombilla es una luz mucho más intensa. La candela es cómo representamos estas diferentes intensidades usando números.

El mol es la unidad base para la cantidad de sustancia, representada por el símbolo mol. Cuando decimos que un mol mide la cantidad de sustancia, estamos hablando de la cantidad de elementos, como moléculas, átomos, electrones, etc., en esa cantidad de sustancia. Un mol es igual a 6.023 x 10 ^ 23 elementos de la sustancia que está midiendo. Por ejemplo, 1 mol de agua contiene 6.023 x 10 ^ 23 moléculas de agua.

A menudo pensamos en la masa como una medida de la cantidad de una sustancia. Para comprender la diferencia entre masa y lunares, piense en comprar uvas en el supermercado. La masa sería como medir las uvas poniéndolas en una balanza, y los lunares serían como medirlas contando las uvas individuales en la vid.

Unidades derivadas

Las unidades derivadas se crean combinando unidades base usando álgebra. Para ver esto, veamos la dimensión del volumen. El volumen mide la cantidad de espacio tridimensional que ocupa un objeto. No importa la forma que tenga su objeto, encontramos el volumen multiplicando tres longitudes juntas.

Entonces volumen = largo * largo * largo.

Aquí estamos hablando de volumen y longitud como dimensiones generales y no como parte de un objeto específico. Por ejemplo, el volumen de un prisma rectangular es largo por alto por ancho. En esta fórmula, la longitud, la altura y la anchura son partes específicas de un objeto, pero todas tienen la dimensión general de la longitud.

En cuanto a las unidades, ya sabemos que la longitud tiene una unidad base de metros.

unidades de volumen expandidas

unidades de volumen

A veces, en lugar de expresarse en términos de unidades base, a una unidad derivada se le da un nombre especial. Un ejemplo común de esto es la fuerza. La fuerza se mide en unidades de newton y se representa con el símbolo N. Sin embargo, aunque le damos a esta unidad derivada su propio nombre, un newton es en realidad una combinación de varias otras unidades básicas.

Unidad de Newton ampliada

Lo mismo es cierto para otras unidades derivadas que reciben sus propios nombres.

Dado que las unidades derivadas consisten en todas las unidades SI distintas de las siete unidades base, son demasiado numerosas para repasar cada una. Sin embargo, aquí hay algunos ejemplos de algunas otras unidades derivadas comunes.

unidades de densidad

unidades de número de onda

unidades de concentración

unidades de energía

Resumen de la lección

En las ciencias, distinguimos los números obtenidos mediante medidas de los números puros mediante el uso de dimensiones que determinan el tipo de medidas con las que está trabajando y las unidades que determinan la escala de la medida de la dimensión.

El conjunto estándar de unidades utilizado en las ciencias se conoce como el Sistema Internacional de Unidades , o unidades SI para abreviar. Las unidades del SI se pueden separar en dos categorías principales de unidades base y derivadas.

Las siguientes unidades básicas son las siete unidades más básicas de las que se obtienen todas las demás unidades.

  • El metro es la unidad base para la distancia, representada por el símbolo m.
  • La segunda es la unidad base del tiempo, representada por el símbolo s.
  • El kilogramo es la unidad base para la masa, representada por el símbolo kg.
  • El amperio es la unidad base de la corriente eléctrica, representada por el símbolo A.
  • El kelvin es la unidad base para la temperatura, representada por el símbolo K.
  • La candela es la unidad base para la intensidad luminosa, representada por el símbolo cd.
  • El mol es la unidad base para la cantidad de sustancia, representada por el símbolo mol.

Las unidades derivadas se crean combinando unidades base usando álgebra. A veces, las unidades derivadas reciben su propio nombre único. Incluso si la unidad derivada tiene su propio nombre, sigue siendo en realidad una combinación de unidades base.

Los resultados del aprendizaje

El estudio de los hechos contenidos en esta lección podría mejorar su comprensión lo suficiente como para:

  • Explica qué son las unidades SI y para qué se utilizan.
  • Identificar y describir las siete unidades SI básicas.
  • Analice las unidades derivadas y mencione algunos ejemplos

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