En la actualidad existen gran cantidad de unidades para medir cada magnitud física. Esto es debido a que, por un lado, en determinadas regiones se usaban sus propias unidades lo que ha propiciado que existan gran número de ellas, y por otro, en ocasiones es necesario emplear unidades que nos permitan obtener valores más pequeños y con los que nos sea más sencillo trabajar.
En cualquier caso, la comunidad científica recomienda utilizar únicamente las unidades del Sistema Internacional y si nuestras magnitudes no se encuentran en este sistema, por lo general deberemos convertirlas a un valor equivalente. A continuación se muestran algunas tablas con los valores de conversión de las principales unidades utilizadas:
Concepto de magnitud.
El concepto de magnitud es muy importante en la Física y la Química ya que es la base para formular las leyes que definen como se comporta nuestro mundo. Aunque suene algo complicado, el concepto es sencillo.
Las magnitudes no son mas que la característica de un objeto, sustancia o fenómeno físico que se puede definir de forma numérica.
Por ejemplo, un balón de fútbol puede tener una masa de 1 kilogramo, una temperatura de 23º centígrados, una velocidad de 5 kilometros/hora, etc... a cada una de esas propiedades (masa, temperatura, velocidad,...) a las que podemos asignarle un valor númerico se le llama magnitud.
Magnitudes fundamentales y derivadas.
Al hablar de magnitudes podemos distinguir principalmente 2 tipos, las magnitudes fundamentales y las magnitudes derivadas.
Magnitudes fundamentales
Las magnitudes fundamentales, elegidas por convención, son aquellas magnitudes que no se pueden definir en función de ninguna otra magnitud.
| Magnitudes Fundamentales |
|---|
| Longitud |
| Masa |
| Tiempo |
| Intensidad de corriente eléctrica |
| Temperatura termodinámica |
| Cantidad de sustancia |
| Intensidad luminosa |
Magnitudes derivadas
Por otro lado, las magnitudes derivadas estan definidas por medio de una o más magnitudes fundamentales.
| Algunas Magnitudes Derivadas |
|---|
| Densidad |
| Velocidad |
| Fuerza |
| Volumen |
| Aceleración |
| Carga Eléctrica |
| Resistencia Eléctrica |
Medida de las magnitudes
Para medir magnitudes se usan instrumentos calibrados: un cronómetro, un termómetro, una báscula, etc. Medir una magnitud es comparar una cantidad de esa magnitud con otra cantidad de la misma magnitud que se usa como patrón.
Ejemplo
Responde verdadero o falso a las siguientes afirmaciones:
a) Las magnitudes son características que pueden ser definidas de forma numérica.
b) Las magnitudes fundamentales son aquellas que no se pueden definir en función de ninguna otra magnitud.
c) El tiempo es una magnitud derivada.
d) La medición de magnitudes se realiza por medio de instrumentos calibrados.
Conversión de Unidades de Longitud
Longitud| | metro (m) | pulgada (") | pie | milla (mi) |
|---|
| 1 metro (m) | 1 | 39.37 | 3.281 | 6.214·10-4 |
| 1 pulgada (") | 2.54 · 10-2 | 1 | 8.333·10-2 | 1.578·10-5 |
| 1 pie | 0.3048 | 12 | 1 | 1.894·10-4 |
| 1 fermi | 10-15 | 3.937·10-16 | 3.281·10-15 | 6.214·10-19 |
| 1 radio de Bohr | 5.292·10-11 | 2.083·10-9 | 1.736·10-10 | 3.288·10-29 |
| 1 año luz | 9.460·1015 | 3.724·1017 | 3.104·1016 | 5.878·1012 |
| 1 parsec | 3.084·1016 | 1.214·1018 | 1.012·1017 | 1.916·1013 |
| 1 angstrom | 10-10 | 3.937·10-11 | 3.281·10-10 | 6.214·10-14 |
| 1 yarda | 0.9144 | 36 | 3 | 5.682·10-4 |
| 1 braza | 19.686 | 775.038 | 6 | 0.012 |
| 1 milla naútica | 1852 | 72913.24 | 6076.412 | 1.151 |
Conversión de Unidades de Tiempo
Tiempo| | segundo (s) | minutos (min) | horas (h) | días (d) | años(a) |
|---|
| 1 segundo | 1 | 1.667·10-2 | 2.778·10-4 | 1.157·10-5 | 3.169·10-8 |
| 1 minuto | 60 | 1 | 1.667·10-2 | 6.994·10-4 | 1.901·10-6 |
| 1 hora | 3600 | 60 | 1 | 4.167·10-2 | 1.141·10-4 |
| 1 día | 8.640·104 | 1440 | 24 | 1 | 2.738·10-3 |
| 1 año | 3.156·107 | 5.260·105 | 8.766·103 | 365.2 | 1 |
Conversión de Unidades de Masa
Masa| | kilogramos (kg) | unidad atómica de masa (u) | slug | onza (oz) | libra(lb) | ton |
|---|
| 1 kilogramo | 1 | 6.022·1026 | 6.852·10-2 | 35.27 | 2.205 | 1.102·10-3 |
| 1 unidad atómica de masa | 1.661·10-27 | 1 | 1.138·10-28 | 5.857·10-27 | 3.661·10-27 | 1.830·10-30 |
| 1 slug | 14.59 | 8.788·1027 | 1 | 514.8 | 32.17 | 1.609·10-2 |
| 1 onza | 2.835·10-2 | 1.707·1025 | 1.943·10-5 | 1 | 6.250·10-2 | 3-125·10-5 |
| 1 libra | 0.4536 | 2.732·1026 | 3.108·10-2 | 16 | 1 | 0.0005 |
| 1 ton | 9.072·102 | 5.463·1029 | 62.16 | 3.200·104 | 2000 | 1 |
Conversión de Unidades de Área
Área| | m2 | pulg2 | pie2 |
|---|
| 1 metro cuadrado | 1 | 1550 | 10.76 |
| 1 pulgada cuadrada | 6.452·10-4 | 1 | 6.944·10-3 |
| 1 pie cuadrado | 9.290·10-2 | 144 | 1 |
| 1 barn | 10-28 | | |
| 1 hectárea | 104 | | |
| 1 acre | | | 4.356·104 |
| 1 milla cuadrada | 2.788·107 | | |
Conversión de Unidades de Volumen
Volumen
| | m3 | cm3 | l | pulg3 | pie3 |
|---|
| 1 metro cúbico | 1 | 106 | 103 | 6.102·104 | 35.31 |
| 1 centímetro cúbico | 10-6 | 1 | 10-3 | 6.102·10-2 | 3.531·10-5 |
| 1 litro | 10-3 | 103 | 1 | 61.02 | 3.531·10-2 |
| 1 pulgada cúbica | 1.639·10-5 | 16.39 | 1.639·10-2 | 1 | 5.787·10-4 |
| 1 pie cúbico | 2.832·10-2 | 2.831·104 | 28.32 | 1728 | 1 |
Conversión de Unidades de Velocidad
Velocidad| | m/s | km/h | pie/s | mi/h |
|---|
| 1 metro por segundo | 1 | 3.600 | 3.281 | 2.237 |
| 1 kilómetro por hora | 0.2778 | 1 | 0.9113 | 0.6214 |
| 1 pie por segundo | 0.3048 | 1.097 | 1 | 0.6818 |
| 1 milla por hora | 0.4470 | 1.609 | 1.467 | 1 |
Conversión de Unidades de Fuerza
Fuerza| | N | dina | lb |
|---|
| 1 Newton | 1 | 105 | 0.2248 |
| 1 dina | 10-5 | 1 | 2.248·10-6 |
| 1 libra | 4.448 | 4.448·105 | 1 |
Conversión de Unidades de Potencia
Potencia| | vatio (W) | cal/s | hp | pie·lb/s | Btu/s |
|---|
| 1 vatio | 1 | 0.2390 | 1.341·10-3 | 0.7376 | 3.414 |
| 1 caloría por segundo | 4.184 | 1 | 5.611·10-3 | 3.086 | 14.29 |
| 1 caballo de vapor | 745.7 | 178.2 | 178.2 | 550 | 2546 |
| 1 pie libra por segundo | 1.356 | 0.324 | 1.818·10-3 | 1 | 4.629 |
| 1 unidad térmica británica por segundo | 0.2929 | 7.000·10-2 | 3.928·10-4 | 0.2160 | 1 |
Conversión de Unidades de Densidad
Densidad| | kg/m3 | g/cm3 | lb/pie3 |
|---|
| 1 kilogramo por metro cúbico | 1 | 10-3 | 6.243·10-2 |
| 1 gramo por metro cúbico | 103 | 1 | 62.43 |
| 1 libra por pie cúbico | 16.02 | 1.602·10-2 | 1 |
Conversión de Unidades de Energía
Energía| | J | erg | eV | cal | kW·h | pie·lb | hp·h | Btu |
|---|
| 1 julio | 1 | 107 | 6.242·1018 | 0.2390 | 2.778·10-7 | 0.7376 | 3.725·10-7 | 9.484·10-4 |
| 1 ergio | 107 | 1 | 6.242·1011 | 2.390·10-8 | 2.778·10-14 | 7.376·10-8 | 3.725·10-14 | 9.484·10-11 |
| 1 electrónvoltio | 1.602·10-19 | 1.602·10-12 | 1 | 3.829·10-20 | 4.450·10-26 | 1.182·10-19 | 5.968·10-26 | 1.520·10-22 |
| 1 caloría | 4.184 | 4.184·107 | 2.611·1019 | 1 | 1.162·10-6 | 3.086 | 1.559·10-6 | 3.968·10-3 |
| 1 kilovatio-hora | 3.6·106 | 3.6·1013 | 2.247·1025 | 8.604·105 | 1 | 2.655·106 | 1.341 | 3414 |
| 1 pie libra | 1.356 | 1.356·107 | 8.462·1018 | 0.3240 | 3.766·10-7 | 1 | 5.051·10-7 | 1.286·10-3 |
| 1 caballo vapor-hora | 2.685·106 | 2.685·1013 | 1.676·1025 | 6.416·105 | 0.7457 | 1.980·106 | 1 | 2546 |
| 1 unidad térmica británica | 1054 | 1.054·1010 | 6.581·1021 | 252 | 2.929·10-4 | 7.777·102 | 3.928·10-4 | 1 |
Conversión de Unidades de Presión
Presión| | Pa | dina/cm2 | atm | mmHg | lb/pulg.2 | pulg. de agua |
|---|
| 1 pascal | 1 | 10 | 9.869·10-6 | 7.501·10-3 | 1.450·10-4 | 4.015·10-3 |
| 1 dina por centímetro cuadrado | 0.1 | 1 | 9.869·10-7 | 7.501·10-4 | 1.450·10-5 | 4.015·10-4 |
| 1 atmósfera | 1.013·105 | 1.013·106 | 1 | 760 | 14.70 | 406.8 |
| 1 milímetro de mercurio | 133.3 | 1.333·103 | 1.316·10-3 | 1 | 1.934·10-2 | 0.5352 |
| 1 libra por pulgada cuadrada | 6895 | 6.895·104 | 0.6805 | 51.71 | 1 | 27.68 |
| 1 pulgada de agua | 249.1 | 2491 | 2.458·10-3 | 1.868 | 3.61 |
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Veamos la siguiente conversión de unidades.
Ejemplo 1. Convierta 4 km a m
Solución: Lo primero que haremos será analizar cuántos metros caben en 1 kilómetro, y si observamos la tabla, vemos que cabe exactamente 1 000 metros, entonces aplicamos nuestro factor de conversión de tal manera que quede expresado de la siguiente manera:
Observe algo importante, siempre que se usa un factor de conversión, se intenta qué las unidades queden arriba o abajo, de tal manera que se pueda eliminar. Por ejemplo, vea la siguiente imagen.
Ejemplo 2. Convierta 7 pies a m
Solución: Para convertir 7 pies a metros, necesitamos verificar nuestra tabla, y observar el factor de conversión que utilizaremos. En este caso sería; 1 metro = 3.28 pies (ft)
Veamos el mismo ejemplo de forma gráfica (para darnos cuenta como se simplifican las unidades de medida).
Ejemplo 3. Convierta 13 km/h a m/s
Solución: En este caso tenemos velocidad en unidades de longitud y tiempo, para ello veamos los recursos que tenemos para identificar los factores de conversión posibles. Sabemos que:
1 km = 1000 m
1 hr = 60 min
1 min = 60 s
Con estos datos podemos obtener la conversión sin problemas, ejemplo:
Aquí veamos la solución más claro, en caso que tengas dudas:
Ejemplo 4. Convierta 7 galones a centímetros cúbicos
Solución: En este caso, necesitamos observar si hay alguna relación directa con el factor de conversión con galones y centímetros cúbicos, pero vemos qué no hay (en nuestra tabla), entonces tenemos que guiarnos con algo que nos pueda ayudar a relacionar dichas medidas, por ejemplo. Sabemos que:
1 Galón = 3.785 litros
1 Litro = 1000 cm³
Con estos datos, podemos obtener la respuesta. Entonces colocamos.
Veamos más claro la conversión:
Ejemplo 5. Convierta 8 millas/h a m/s
Solución: Al igual que el ejemplo 3, tenemos que relacionar los factores de conversión disponibles para realizar nuestro cálculo de manera correcta, para ello comenzamos con utilizar:
1 milla = 1.609 km
1 km = 1000 m
1 hr = 60 min
1 min = 60 s
Ahora si podemos realizar la conversión
Para ver más clara la conversión, veamos la imagen:
Convertir las siguientes unidades
- 1,5 m a cm
- 164 dm a hm
- 1468,35 mm a dam
- 1 km 2 a m 2
- 1 m 3 a dm 3
- 15 km/h a m/s
- 100 in/s 2 a cm/s 2
- 3.5 lbf / in 2 a N/m 2
Respuestas
- 1,5 m = 150 cm
- 164 dm = 0,164 hm
- 1468,35 mm = 0,146835 dam
- 1 km 2 = 1000000 m 2
- 1 m 3 = 1000 dm 3
- 15 km/h = 4,17 m/s
- 100 in/s 2 = 254 cm/s 2
- 3.5 lbf / in 2 = 24131.7 N/m 2
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