En 1960, en la Conferencia General de Pesos y Medidas celebrada en París, Francia, los científicos acordaron utilizar un sistema de unidades universal, denominado Sistema Internacional de Unidades o, simplemente, SI, en el que se establece: Siete magnitudes fundamentales. Son las más básicas. Las demás magnitudes son derivadas y se pueden expresar en función de las fundamentales. Las unidades básicas para expresar las magnitudes fundamentales. Indica, además, como se deben calibrar los instrumentos de medida.
• Los múltiplos y submúltiplos para expresar otras cantidades de las magnitudes.
• Normas de escritura de magnitudes y símbolos.
En la siguiente tabla se muestran las siete magnitudes básicas.
Debido a la variedad en los valores medidos para las diferentes magnitudes se utilizan múltiplos y submúltiplos de las unidades base, como las mostradas en la siguiente tabla.
Para facilitar el uso de los prefijos es necesario aplicar los procesos relacionados con la notación científica, que consiste en escribir las cantidades con una cifra entera, entre uno y diez, con los decimales correspondientes y la potencia de diez adecuada. Así a * 10^b, donde a será el entero y b el exponente que puede ser positivo o negativo.
Ejemplo:
0.0000012 = 1.2 * 10^-6
1232000000 = 1.232 * 10^9
De las magnitudes fundamentales surgen las derivadas, como la superficie, el volumen, la densidad, la velocidad, la aceleración, la fuerza, la presión y la energía.
Aunque las unidades más utilizadas son las del SI, también existen otros sistemas. Uno de ellos es el sistema británico de unidades, que se usa habitualmente en Estados Unidos. En este sistema el pie es la unidad de longitud, el slug es la unidad de masa y el segundo la unidad de tiempo. Otras unidades comunes de longitud son: la pulgada y la milla (mi).
Las cantidades que se utilizan diariamente pertenecen a diferentes sistemas de medida; por ejemplo, se habla de libras, horas, varas, yardas y pulgadas. Sin embargo, de acuerdo con la circunstancia, en ocasiones será necesario tener kilogramos en lugar de libras y metros en lugar de pulgadas o varas, y viceversa.
Las cosas que se miden pueden ser muy grandes o muy pequeñas. Por ejemplo, la masa
de un camión de carga podría considerarse grande, pero no se compara con la masa de
una estrella, que le interesaría conocer a un astrónomo, ni con la masa de un átomo o de un electrón, que un físico nuclear podría calcular.
Estas cantidades corresponden a una
misma magnitud, denominada masa, pero pueden expresarse en diferentes unidades, de acuerdo con la necesidad o conveniencia del caso. Por lo tanto, la masa del camión cargado podría expresarse en libras, kilogramos o toneladas, pero seria difícil comprender la masa de una estrella o de un átomo expresada con esas mismas unidades.
En muchas ocasiones, para describir una magnitud física es necesario expresar las
medidas en diferentes unidades; para ello se necesitan equivalencias o relaciones entre las unidades involucradas.
Por ejemplo, se sabe que una hora corresponde, o equivale, a 3 600 segundos; se puede escribir, entonces, 1 h = 3 600 s. Esta expresión es un factor de conversión y permite expresar horas en segundos y viceversa.
Para expresar una medida en otro sistema de unidades se hace uso de los factores de conversión, los cuales facilitan la expresión de una misma cantidad física en unidades diferentes. Estos factores se pueden escribir como un cociente o una razón. Por ejemplo, 1 h = 3 600 s puede escribirse, de acuerdo la necesidad, como:
Identificada la medida que se desea transformar, la unidad que se quiere y el factor de conversión que relaciona a las unidades involucradas, se procede así:
• Se iguala la cantidad a sí misma.
• Se multiplica por el factor de conversión, escrito convenientemente.
• Se efectúan las operaciones indicadas.
Si se carece de la relación entre las dos unidades que se desean transformar se pueden utilizar varios factores a la vez. Pero debe tenerse cuidado de colocar los factores de tal forma que al operar se cancelen todas las unidades no deseadas para dejar lugar a las unidades necesarias.
Por ejemplo, cuando se desee convertir segundos a horas, en el numerador se escribirán las unidades en horas y en el denominador su equivalente en segundos. De manera análoga, si se desea convertir horas a segundos, en el numerador se debe escribir las unidades en segundos y en el denominador en horas.
