Magnitudes SI

Unidades básicas del Sistema Internacional

Las siete unidades básicas del SI y la interdependencia de sus definiciones.

El Sistema Internacional de Unidades (SI) define siete unidades básicas o unidades físicas fundamentales, las cuales son descritas por una definición operacional y son independientes desde el punto de vista dimensional.

Todas las demás unidades utilizadas para expresar magnitudes físicas se pueden derivar de estas unidades básicas y se conocen como unidades derivadas. La derivación se lleva a cabo por medio del análisis dimensional.

 

Magnitudes

Magnitud física que se toma como fundamental Unidad básica o fundamental Símbolo
Longitud ( L ) metro m
Masa ( M ) kilogramo kg
Tiempo ( T ) segundo s
Intensidad de corriente eléctrica ( I ) amperio A- amp
Temperatura ( Θ ) kelvin K
Cantidad de sustancia ( N ) mol mol
Intensidad luminosa ( Iv ) candela cd

Longitud

Un metro se define como la distancia que viaja la luz en el vacío en 1/299792458 segundos. Esta norma fue adoptada en 1983 cuando la velocidad de la luz en el vacío fue definida exactamente como 299 792 458 m/s.

Masa

Un kilogramo se define como la masa del Kilogramo Patrón, un cilindro compuesto de una aleación de platino-iridio, que se guarda en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Sèvres, cerca de París. Actualmente es la única que se define por un objeto patrón.

Tiempo

Un segundo (s) es el tiempo requerido por 9 192 631 770 ciclos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133. Esta definición fue adoptada en 1967.

Temperatura

El kelvin (K) se define como la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

Cantidad de sustancia

Un mol (mol) es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kg de carbono 12, aproximadamente 6,022 141 79 (30) × 1023

Cuando se usa el mol, las entidades elementales deben ser especificadas y pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones, otras partículas o grupos específicos de tales partículas

Intensidad luminosa

Una candela (cd) es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite radiación monocromática con frecuencia de 540 × 1012 Hz de forma que la intensidad de radiación emitida, en la dirección indicada, es de 1/683 W por estereorradián.

Posible redefinición futura de las unidades

Una comisión del Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) ha propuesto revisar las definiciones formales de las unidades básicas del SI, propuestas que están siendo examinadas por este, y que podrían ser consideradas por la 25ª CGPM el 2014. Los cambios propuestos son:

"Seguirá habiendo las mismas siete unidades básicas (metros segundo, kilogramo, amperio, kelvin, mol y candela). De éstos, el kilogramo, el amperio, el kelvin y el mol se redefinirán de acuerdo al cálculo de los valores numéricos exactos de la constante de Planck, de la carga eléctrica elemental, de la constante de Boltzmann y de la constante de Avogadro, respectivamente. El segundo, el metro y la candela ya están definidas por constantes físicas y sólo es necesario reeditar sus definiciones actuales. Las nuevas definiciones mejorarán el SI sin cambiar el tamaño de las unidades, asegurando así la continuidad con las mediciones actuales."

Más detalles se encuentran en el proyecto de capítulo del Noveno Folleto de unidades del SI .
Ha habido numerosas críticas a las definiciones revisadas desde su propuesta inicial, y se ha argumentado que la propuesta de reforma del SI requiere una discusión franca y abierta antes de que se tomen decisiones al respecto.


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Unidades derivadas del Sistema Internacional

Las unidades derivadas son parte del Sistema Internacional de Unidades y se derivan de las unidades básicas.

En abril de 1795 en Francia se estableció el decreto del sistema métrico decimal tomando el 10 como base.

De las cuales se obtienen:

Unidades derivadas con nombre propio

Magnitud física Nombre de la unidad Símbolo de la unidad Expresada en unidades derivadas Expresada en unidades básicas
Frecuencia Hercio Hz   s-1
Fuerza Newton N   m·kg·s-2
Presión Pascal Pa N·m-2 m-1·kg·s-2
Energía, trabajo, calor Julio J N·m m2·kg·s-2
Potencia Vatio W J·s-1 m2·kg·s-3
Carga eléctrica Culombio C   A·s
Potencial eléctrico, voltaje inducido Voltio V J·C-1 m2·kg·s-3·A-1
Intensidad eléctrica Amperio A C·s-1  
Resistencia eléctrica Ohmio Ω V·A-1 m2·kg·s-3·A-2
Conductividad eléctrica Siemens S A·V-1 m-2·kg-1·s3·A2
Capacitancia eléctrica Faradio F C·V-1 m-2·kg-1·s4·A2
Densidad de flujo magnético, inducción magnética, polarización magnética Tesla T V·s·m-2 kg·s-2·A-1
Flujo magnético Weber Wb V·s m2·kg·s-2·A-1
Inductancia Henrio H V·A-1·s m2·kg·s-2·A-2
Ángulo plano Radián rad   m·m-1
Ángulo sólido Estereorradián sr   m2·m-2
Flujo luminoso Lumen lm cd·sr  
Luminosidad Lux lx lm·m-2 cd·sr·m-2
Actividad radiactiva Becquerel Bq   s-1
Dosis de radiación absorbida Gray Gy J·kg-1 m2·s-2
Dosis equivalente Sievert Sv J·kg-1 m2·s-2
Actividad catalítica Katal kat   mol·s-1
Área Metro cuadrado   m2 m2
Volumen Metro cúbico   m3 m3
Velocidad, rapidez       m·s-1
Velocidad angular     rad·s-1 s-1
Aceleración       m·s-2
Momento de fuerza     N·m m2·kg·s-2
Densidad       kg·m-3
Volumen específico       m3·kg-1
Flujo volumétrico o Caudal       m3·s-1
Concentración       mol·m-3
Volumen molar       m3·mol-1
Energía molar     J·mol-1 m2·kg·s-2·mol-1
Energía específica     J·kg-1 m2·s-2
Densidad de energía     J·m-3 m-1·kg·s-2
Tensión superficial     N·m-1=J·m-2 kg·s-2
Irradiancia, Densidad de flujo de calor     W·m-2 kg·s-3
Conductividad térmica     W·m-1·K-1 m·kg·s-3·K-1
Viscosidad cinemática, coeficiente de difusión       m2·s-1
Viscosidad dinámica     N·s·m-2 = Pa·s m-1·kg·s-1
Permeabilidad     H·m-1 m·kg·s-2·A-2
Intensidad de campo eléctrico     V·m-1 m·kg·s-3·A-1
Intensidad de campo magnético       A·m-1
Luminancia       cd·m-2
Exposición (rayos X y gamma)     C·kg-1 kg-1·s·A
Tasa de dosis absorbida     Gy·s-1 m2·s-3


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