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Sistema Internacional de Unidades

El Sistema Internacional de Unidades , conocido internacionalmente por la abreviatura SI (del francés Système international d'unités ), es la forma moderna del sistema métrico y el sistema de medición más utilizado en el mundo . Coordinado por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (abreviado del francés Bureau international des poids et mesures ), es el único sistema de medición con estatus oficial en casi todos los países del mundo, empleado en ciencia, tecnología, industria y comercio cotidiano.

Unidades básicas del SI (anillo exterior) y constantes (anillo interior)

El SI comprende un sistema coherente de unidades de medida que comienza con siete unidades básicas , que son el segundo (símbolo s, la unidad de tiempo ), el metro (m, longitud ), el kilogramo (kg, masa ), el amperio (A, corriente eléctrica ), el kelvin (K, temperatura termodinámica ), el mol (mol, cantidad de sustancia ) y la candela (cd, intensidad luminosa ). El sistema puede acomodar unidades coherentes para un número ilimitado de cantidades adicionales. Estas se denominan unidades derivadas coherentes , que siempre se pueden representar como productos de potencias de las unidades básicas. Se han proporcionado veintidós unidades derivadas coherentes con nombres y símbolos especiales.

Las siete unidades básicas y las 22 unidades derivadas coherentes con nombres y símbolos especiales pueden usarse en combinación para expresar otras unidades derivadas coherentes. Dado que los tamaños de las unidades coherentes serán convenientes solo para algunas aplicaciones y no para otras, el SI proporciona veinticuatro prefijos que, cuando se agregan al nombre y símbolo de una unidad coherente, producen veinticuatro unidades SI adicionales (no coherentes) para la misma cantidad; estas unidades no coherentes son siempre múltiplos y submúltiplos decimales (es decir, potencias de diez) de la unidad coherente.

La forma actual de definir el SI es el resultado de un movimiento que se ha prolongado durante décadas hacia una formulación cada vez más abstracta e idealizada en la que las realizaciones de las unidades están separadas conceptualmente de las definiciones. Una consecuencia de ello es que, a medida que la ciencia y la tecnología se desarrollan, se pueden introducir realizaciones nuevas y superiores sin necesidad de redefinir la unidad. Un problema con los artefactos es que se pueden perder, dañar o cambiar; otro es que introducen incertidumbres que no se pueden reducir con los avances de la ciencia y la tecnología.

La motivación original para el desarrollo del SI fue la diversidad de unidades que habían surgido dentro de los sistemas centímetro-gramo-segundo (CGS) (específicamente la inconsistencia entre los sistemas de unidades electrostáticas y electromagnéticas ) y la falta de coordinación entre las diversas disciplinas que los usaban. La Conferencia General de Pesos y Medidas (en francés: Conférence générale des poids et mesures – CGPM), que fue establecida por la Convención del Metro de 1875, reunió a muchas organizaciones internacionales para establecer las definiciones y estándares de un nuevo sistema y para estandarizar las reglas para escribir y presentar mediciones. El sistema fue publicado en 1960 como resultado de una iniciativa que comenzó en 1948, y se basa en el sistema de unidades metro-kilogramo-segundo (MKS) combinado con ideas del desarrollo del sistema CGS.

Definición

El Sistema Internacional de Unidades consta de un conjunto de constantes definitorias con sus correspondientes unidades base, unidades derivadas y un conjunto de multiplicadores basados ​​en decimales que se utilizan como prefijos. [1] : 125 

Constantes definitorias del SI

Las siete constantes definitorias son la característica más fundamental de la definición del sistema de unidades. [1] : 125  Las magnitudes de todas las unidades del SI se definen declarando que siete constantes tienen ciertos valores numéricos exactos cuando se expresan en términos de sus unidades SI. Estas constantes definitorias son la velocidad de la luz en el vacío c , la frecuencia de transición hiperfina del cesio Δ ν Cs , la constante de Planck h , la carga elemental e , la constante de Boltzmann k , la constante de Avogadro N A y la eficacia luminosa K cd . La naturaleza de las constantes definitorias va desde constantes fundamentales de la naturaleza como c hasta la constante puramente técnica K cd . Los valores asignados a estas constantes se fijaron para asegurar la continuidad con las definiciones anteriores de las unidades base. [1] : 128 

Unidades básicas del SI

El SI selecciona siete unidades para servir como unidades base , correspondientes a siete magnitudes físicas básicas. Son la segunda , con el símbolo s , que es la unidad SI de la magnitud física del tiempo ; el metro , símbolo m , la unidad SI de longitud ; kilogramo ( kg , la unidad de masa ); amperio ( A , corriente eléctrica ); kelvin ( K , temperatura termodinámica ); mol ( mol , cantidad de sustancia ); y candela ( cd , intensidad luminosa ). [1] Las unidades base se definen en términos de las constantes definitorias. Por ejemplo, el kilogramo se define tomando la constante de Planck h como6.626 070 15 × 10 −34  J⋅s , dando la expresión en términos de las constantes definitorias [1] : 131 

1 kilo = (299 792 458 ) 2/(6.626 070 15 × 10 −34 )(9 192 631 770 )h Δ ν Cs/c2 .

Todas las unidades del SI pueden expresarse en términos de unidades básicas, y las unidades básicas sirven como un conjunto preferido para expresar o analizar las relaciones entre unidades. La elección de qué magnitudes utilizar como magnitudes básicas, e incluso cuántas, no es fundamental ni única, sino una cuestión de convención. [1] :  126

Unidades derivadas

El sistema permite un número ilimitado de unidades adicionales, llamadas unidades derivadas , que siempre se pueden representar como productos de potencias de las unidades base, posiblemente con un multiplicador numérico no trivial. Cuando ese multiplicador es uno, la unidad se llama unidad derivada coherente . Por ejemplo, la unidad SI derivada coherente de velocidad es el metro por segundo , con el símbolo m/s . [1] : 139  Las unidades base y derivadas coherentes del SI forman juntas un sistema coherente de unidades ( el conjunto de unidades SI coherentes ). Una propiedad útil de un sistema coherente es que cuando los valores numéricos de las cantidades físicas se expresan en términos de las unidades del sistema, entonces las ecuaciones entre los valores numéricos tienen exactamente la misma forma, incluidos los factores numéricos, que las ecuaciones correspondientes entre las cantidades físicas. [3] : 6 

Se han asignado veintidós unidades derivadas coherentes con nombres y símbolos especiales, como se muestra en la tabla siguiente. El radián y el estereorradián no tienen unidades base, pero se los trata como unidades derivadas por razones históricas. [1] : 137 

Las unidades derivadas del SI están formadas por potencias, productos o cocientes de las unidades base y son ilimitadas en número. [5] : 103  [4] : 14, 16 

Disposición de las principales medidas en física basada en la manipulación matemática de la longitud, el tiempo y la masa.

Las unidades derivadas se aplican a algunas cantidades derivadas , que por definición pueden expresarse en términos de cantidades base , y por lo tanto no son independientes; por ejemplo, la conductancia eléctrica es la inversa de la resistencia eléctrica , con la consecuencia de que el siemens es la inversa del ohmio, y de manera similar, el ohmio y el siemens pueden reemplazarse con una relación de un amperio y un voltio, porque esas cantidades tienen una relación definida entre sí. [a] Otras cantidades derivadas útiles se pueden especificar en términos de las unidades base y derivadas del SI que no tienen unidades nombradas en el SI, como la aceleración, que tiene la unidad SI m/s 2 . [1] : 139 

Se puede utilizar una combinación de unidades básicas y derivadas para expresar una unidad derivada. Por ejemplo, la unidad de fuerza del SI es el newton (N), la unidad de presión del SI es el pascal (Pa) y el pascal se puede definir como un newton por metro cuadrado (N/m 2 ). [6]

Prefijos

Como todos los sistemas métricos, el SI utiliza prefijos métricos para construir sistemáticamente, para la misma cantidad física, un conjunto de unidades que son múltiplos decimales entre sí en un amplio rango. Por ejemplo, las distancias recorridas normalmente se expresan en kilómetros (símbolo km ) en lugar de metros. En este caso, el prefijo métrico « kilo- » (símbolo « k ») representa un factor de 1000; por lo tanto,1 kilometro =1000 metros .

El SI proporciona veinticuatro prefijos métricos que significan potencias decimales que van desde 10 −30 hasta 10 30 , siendo el más reciente adoptado en 2022. [1] : 143–144  [7] [8] [9] La mayoría de los prefijos corresponden a potencias enteras de 1000; los únicos que no lo hacen son los de 10, 1/10, 100 y 1/100. La conversión entre diferentes unidades del SI para una misma cantidad física siempre se realiza mediante una potencia de diez. Por eso el SI (y los sistemas métricos en general) se denominan sistemas decimales de unidades de medida . [10]

La agrupación formada por un símbolo de prefijo unido a un símbolo de unidad (por ejemplo, ' km ', ' cm ') constituye un nuevo símbolo de unidad inseparable. Este nuevo símbolo puede elevarse a una potencia positiva o negativa. También puede combinarse con otros símbolos de unidad para formar símbolos de unidad compuestos . [1] : 143  Por ejemplo, g/cm 3 es una unidad SI de densidad , donde cm 3 debe interpretarse como ( cm ) 3 .

Los prefijos se añaden a los nombres de las unidades para producir múltiplos y submúltiplos de la unidad original. Todos estos son potencias enteras de diez, y por encima de cien o por debajo de una centésima, todos son potencias enteras de mil. Por ejemplo, kilo- denota un múltiplo de mil y mili- denota un múltiplo de una milésima, por lo que hay mil milímetros en el metro y mil metros en el kilómetro. Los prefijos nunca se combinan, por lo que, por ejemplo, una millonésima de metro es un micrómetro , no un milimilímetro . Los múltiplos del kilogramo se nombran como si el gramo fuera la unidad base, por lo que una millonésima de kilogramo es un miligramo , no un microkilogramo . [5] : 122  [11] : 14 

El BIPM especifica 24 prefijos para el Sistema Internacional de Unidades (SI):

Unidades SI coherentes y no coherentes

Las unidades básicas y las unidades derivadas formadas como el producto de potencias de las unidades básicas con un factor numérico de uno forman un sistema coherente de unidades . Cada magnitud física tiene exactamente una unidad coherente del SI. Por ejemplo, 1 m/s = 1 m / (1 s) es la unidad derivada coherente para la velocidad. [1] : 139  Con la excepción del kilogramo (para el cual se requiere el prefijo kilo- para una unidad coherente), cuando se utilizan prefijos con las unidades coherentes del SI, las unidades resultantes ya no son coherentes, porque el prefijo introduce un factor numérico distinto de uno. [1] : 137  Por ejemplo, el metro, el kilómetro, el centímetro, el nanómetro, etc. son todas unidades de longitud del SI, aunque solo el metro es una unidad coherente del SI. El conjunto completo de unidades del SI consta tanto del conjunto coherente como de los múltiplos y submúltiplos de unidades coherentes formadas mediante el uso de los prefijos del SI. [1] : 138 

El kilogramo es la única unidad coherente del SI cuyo nombre y símbolo incluyen un prefijo. Por razones históricas, los nombres y símbolos de los múltiplos y submúltiplos de la unidad de masa se forman como si el gramo fuera la unidad base. Los nombres y símbolos de los prefijos se adjuntan al nombre de la unidad gramo y al símbolo de la unidad g respectivamente. Por ejemplo,10 −6  kg se escribe miligramo y mg , no microkilogramo y μkg . [1] : 144 

Varias magnitudes diferentes pueden compartir la misma unidad coherente del SI. Por ejemplo, el julio por kelvin (símbolo J/K ) es la unidad coherente del SI para dos magnitudes distintas: capacidad térmica y entropía ; otro ejemplo es el amperio, que es la unidad coherente del SI tanto para la corriente eléctrica como para la fuerza magnetomotriz . Esto ilustra por qué es importante no utilizar la unidad sola para especificar la magnitud. Como dice el folleto del SI , [1] : 140  "esto se aplica no solo a los textos técnicos, sino también, por ejemplo, a los instrumentos de medición (es decir, la lectura del instrumento debe indicar tanto la unidad como la magnitud medida)".

Además, la misma unidad coherente del SI puede ser una unidad base en un contexto, pero una unidad derivada coherente en otro. Por ejemplo, el amperio es una unidad base cuando es una unidad de corriente eléctrica, pero una unidad derivada coherente cuando es una unidad de fuerza magnetomotriz. [1] : 140 

Convenciones lexicográficas

Ejemplo de convenciones léxicas. En la expresión de la aceleración de la gravedad, un espacio separa el valor y las unidades, tanto la 'm' como la 's' se escriben con minúscula porque ni el metro ni el segundo tienen nombres de personas y la exponenciación se representa con un superíndice '2'.

Nombres de unidades

Según el Folleto del SI, [1] : 148  los nombres de las unidades deben tratarse como sustantivos comunes del idioma del contexto. Esto significa que deben estar escritos en el mismo juego de caracteres que otros sustantivos comunes (por ejemplo, alfabeto latino en inglés, escritura cirílica en ruso, etc.), siguiendo las reglas gramaticales y ortográficas habituales del idioma del contexto. Por ejemplo, en inglés y francés, incluso cuando la unidad lleva el nombre de una persona y su símbolo comienza con una letra mayúscula, el nombre de la unidad en el texto continuo debe comenzar con una letra minúscula (por ejemplo, newton, hertz, pascal) y se escribe con mayúscula solo al comienzo de una oración y en encabezados y títulos de publicaciones . Como aplicación no trivial de esta regla, el Folleto del SI señala [1] : 148  que el nombre de la unidad con el símbolo °C se escribe correctamente como 'grado Celsius ': la primera letra del nombre de la unidad, 'd', está en minúscula, mientras que el modificador 'Celsius' está en mayúscula porque es un nombre propio. [1] : 148 

La ortografía inglesa e incluso los nombres de ciertas unidades del SI y prefijos métricos dependen de la variedad del inglés que se utilice. El inglés estadounidense utiliza la ortografía deca- , metro y litro , y el inglés internacional utiliza deca- , metro y litro . El nombre de la unidad cuyo símbolo es t y que se define según1t =10 3  kg es 'tonelada métrica' en inglés estadounidense y 'tonelada' en inglés internacional. [4] : iii 

Símbolos de unidades y valores de cantidades

Los símbolos de las unidades del SI están pensados ​​para ser únicos y universales, independientemente del contexto lingüístico. [5] : 130–135  El folleto del SI tiene reglas específicas para escribirlos. [5] : 130–135 

Además, el folleto del SI proporciona convenciones de estilo para, entre otros aspectos de la visualización de unidades de cantidades: los símbolos de cantidad, el formato de números y el marcador decimal, la expresión de la incertidumbre de la medición, la multiplicación y división de símbolos de cantidad, y el uso de números puros y varios ángulos. [1] : 147 

En los Estados Unidos, la directriz producida por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) [11] : 37  aclara detalles específicos del idioma para el inglés americano que no quedaron claros en el folleto del SI, pero por lo demás es idéntica a este último. [14] Por ejemplo, desde 1979, el litro puede escribirse excepcionalmente utilizando una "L" mayúscula o una "l" minúscula, una decisión motivada por la similitud de la letra "l" minúscula con el número "1", especialmente con ciertos tipos de letra o escritura a mano al estilo inglés. El NIST americano recomienda que dentro de los Estados Unidos se utilice "L" en lugar de "l". [11]

Realización de unidades

Esfera de silicio para el proyecto Avogadro utilizada para medir la constante de Avogadro con una incertidumbre estándar relativa de2 × 10 −8 o menos, según Achim Leistner [15]

Los metrólogos distinguen cuidadosamente entre la definición de una unidad y su realización. Las unidades del SI se definen declarando que siete constantes definitorias [1] : 125–129  tienen ciertos valores numéricos exactos cuando se expresan en términos de sus unidades del SI. La realización de la definición de una unidad es el procedimiento mediante el cual la definición puede utilizarse para establecer el valor y la incertidumbre asociada de una cantidad del mismo tipo que la unidad. [1] : 135 

Para cada unidad base, el BIPM publica una mises en pratique ( puesta en práctica, implementación, en francés , [16] ) que describe las mejores realizaciones prácticas actuales de la unidad. [17] La ​​separación de las constantes definitorias de las definiciones de unidades significa que se pueden desarrollar mediciones mejoradas que conduzcan a cambios en las mises en pratique a medida que se desarrollan la ciencia y la tecnología, sin tener que revisar las definiciones.

La mise en pratique publicada no es la única forma en que se puede determinar una unidad base: el Folleto del SI establece que "cualquier método consistente con las leyes de la física podría utilizarse para determinar cualquier unidad del SI". [5] : 111  Varios comités consultivos del CIPM decidieron en 2016 que se desarrollaría más de una mise en pratique para determinar el valor de cada unidad. [18] Estos métodos incluyen los siguientes:

Estado organizacional

Países que utilizan los sistemas métrico (SI), imperial y consuetudinario de EE. UU. a partir de 2019

El Sistema Internacional de Unidades, o SI, [1] :  123 es un sistema decimal y métrico de unidades establecido en 1960 y actualizado periódicamente desde entonces. El SI tiene un estatus oficial en la mayoría de los países, incluidos los Estados Unidos , Canadá y el Reino Unido , aunque estos tres países se encuentran entre el puñado de naciones que, en diversos grados, también continúan utilizando sus sistemas habituales. Sin embargo, con este nivel casi universal de aceptación, el SI "se ha utilizado en todo el mundo como el sistema de unidades preferido, el lenguaje básico para la ciencia, la tecnología, la industria y el comercio". [1] : 123, 126 

Los únicos otros tipos de sistemas de medición que todavía tienen un uso generalizado en todo el mundo son los sistemas de medición imperial y el sistema de medición habitual de EE. UU . La yarda y la libra internacionales se definen en términos del SI. [22]

Sistema Internacional de Cantidades

Las magnitudes y ecuaciones que proporcionan el contexto en el que se definen las unidades del SI se denominan ahora Sistema Internacional de Cantidades (ISQ). El ISQ se basa en las magnitudes subyacentes a cada una de las siete unidades básicas del SI . Otras magnitudes, como el área , la presión y la resistencia eléctrica , se derivan de estas magnitudes básicas mediante ecuaciones claras y no contradictorias. El ISQ define las magnitudes que se miden con las unidades del SI. [23] El ISQ está formalizado, en parte, en la norma internacional ISO/IEC 80000 , que se completó en 2009 con la publicación de la ISO 80000-1 , [24] y ha sido revisada en gran medida en 2019-2020. [25]

Autoridad de control

El SI está regulado y en constante desarrollo por tres organizaciones internacionales que se establecieron en 1875 bajo los términos de la Convención del Metro . Se trata de la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM [b] ), [26] el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM [c] ) y la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM [d] ).Todas las decisiones y recomendaciones relativas a las unidades se recogen en un folleto denominado Sistema Internacional de Unidades (SI) [1] , que publica el BIPM en francés e inglés y se actualiza periódicamente. La redacción y el mantenimiento del folleto corren a cargo de uno de los comités del CIPM. Las definiciones de los términos «cantidad», «unidad», «dimensión», etc. que se utilizan en el folleto del SI son las que figuran en el vocabulario internacional de metrología [27] . El folleto deja cierto margen para variaciones locales, en particular en lo que respecta a los nombres de las unidades y los términos en diferentes idiomas. Por ejemplo, el Instituto Nacional de Normas y Tecnología de los Estados Unidos (NIST) ha elaborado una versión del documento CGPM (NIST SP 330) que aclara el uso para las publicaciones en idioma inglés que utilizan el inglés americano [4] .

Historia

Piedra que marca la frontera austrohúngara /italiana en Pontebba que muestra miriámetros , una unidad de 10 km utilizada en Europa Central en el siglo XIX (pero que desde entonces ha quedado en desuso ) [28]

Sistemas CGS y MKS

Primer plano del Prototipo Nacional de Medidor, número de serie 27, asignado a los Estados Unidos

El concepto de un sistema de unidades surgió cien años antes del SI. En la década de 1860, James Clerk Maxwell , William Thomson (más tarde Lord Kelvin) y otros que trabajaban bajo los auspicios de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia , basándose en el trabajo previo de Carl Gauss , desarrollaron el sistema de unidades centímetro-gramo-segundo o sistema cgs en 1874. Los sistemas formalizaron el concepto de una colección de unidades relacionadas llamada sistema coherente de unidades. En un sistema coherente, las unidades base se combinan para definir unidades derivadas sin factores adicionales. [4] : 2  Por ejemplo, usar metros por segundo es coherente en un sistema que usa metro para longitud y segundos para tiempo, pero kilómetro por hora no es coherente. El principio de coherencia se utilizó con éxito para definir una serie de unidades de medida basadas en el CGS, incluido el erg para energía , la dina para fuerza , la baria para presión , el poise para viscosidad dinámica y los stokes para viscosidad cinemática . [29]

Convención del metro

Una iniciativa de inspiración francesa para la cooperación internacional en metrología condujo a la firma en 1875 de la Convención del Metro , también llamada Tratado del Metro, por 17 naciones. [e] [30] : 353–354  La Conferencia General de Pesas y Medidas (en francés: Conférence générale des poids et mesures – CGPM), que fue establecida por la Convención del Metro, [29] reunió a muchas organizaciones internacionales para establecer las definiciones y estándares de un nuevo sistema y para estandarizar las reglas para escribir y presentar mediciones. [31] : 37  [32] Inicialmente, la convención solo cubría los estándares para el metro y el kilogramo. Esto se convirtió en la base del sistema de unidades MKS. [4] : 2 

Giovanni Giorgi y el problema de las unidades eléctricas

A finales del siglo XIX existían tres sistemas diferentes de unidades de medida para las mediciones eléctricas: un sistema basado en CGS para unidades electrostáticas , también conocido como sistema gaussiano o ESU, un sistema basado en CGS para unidades electromecánicas (EMU) y un sistema internacional basado en unidades definidas por la Convención del Metro [33] para sistemas de distribución eléctrica. Los intentos de resolver las unidades eléctricas en términos de longitud, masa y tiempo mediante análisis dimensional se vieron plagados de dificultades: las dimensiones dependían de si se utilizaban los sistemas ESU o EMU. [34] Esta anomalía se resolvió en 1901 cuando Giovanni Giorgi publicó un artículo en el que abogaba por utilizar una cuarta unidad base junto con las tres unidades base existentes. La cuarta unidad podría elegirse para ser corriente eléctrica , voltaje o resistencia eléctrica . [35]

Se eligió como unidad básica la corriente eléctrica, con la unidad denominada "amperio", y las demás magnitudes eléctricas se derivaron de ella según las leyes de la física. Cuando se combinó con el MKS, el nuevo sistema, conocido como MKSA, fue aprobado en 1946. [4]

9ª CGPM, precursora del SI

En 1948, la 9.ª CGPM encargó un estudio para evaluar las necesidades de medición de las comunidades científicas, técnicas y educativas y "elaborar recomendaciones para un sistema práctico único de unidades de medida, adecuado para su adopción por todos los países que se adhieren a la Convención del Metro". [36] Este documento de trabajo fue Sistema práctico de unidades de medida . Basándose en este estudio, la 10.ª CGPM en 1954 definió un sistema internacional derivado de seis unidades básicas: el metro, el kilogramo, el segundo, el amperio, el grado Kelvin y la candela.

La 9ª CGPM también aprobó la primera recomendación formal para la escritura de símbolos en el sistema métrico decimal, cuando se sentaron las bases de las reglas tal como se las conoce actualmente. [37] Estas reglas se ampliaron posteriormente y ahora cubren los símbolos y nombres de las unidades, los símbolos y nombres de los prefijos, cómo deben escribirse y usarse los símbolos de las cantidades y cómo deben expresarse los valores de las cantidades. [5] : 104, 130 

Nacimiento del SI

La 10ª CGPM en 1954 resolvió crear un sistema internacional de unidades [31] : 41  y en 1960, la 11ª CGPM adoptó el Sistema Internacional de Unidades , abreviado SI del nombre francés Le Système international d'unités , que incluía una especificación para las unidades de medida. [5] : 110 

La Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) ha descrito al SI como "la forma moderna del sistema métrico". [5] : 95  En 1971, el mol se convirtió en la séptima unidad base del SI. [4] : 2 

Redefinición de 2019

Dependencias inversas de las unidades básicas del SI respecto de siete constantes físicas , a las que se les asignan valores numéricos exactos en la redefinición de 2019. A diferencia de las definiciones anteriores, las unidades básicas se derivan exclusivamente de constantes de la naturaleza. Aquí, significa que se utiliza para definir .

Después de que el metro fuera redefinido en 1960, el Prototipo Internacional del Kilogramo (IPK) fue el único artefacto físico del cual las unidades base (directamente el kilogramo e indirectamente el amperio, el mol y la candela) dependieron para su definición, haciendo que estas unidades estuvieran sujetas a comparaciones periódicas de kilogramos estándar nacionales con el IPK. [38] Durante la 2da y 3ra Verificación Periódica de Prototipos Nacionales del Kilogramo, había ocurrido una divergencia significativa entre la masa del IPK y todas sus copias oficiales almacenadas alrededor del mundo: las copias habían aumentado notablemente en masa con respecto al IPK. Durante las verificaciones extraordinarias llevadas a cabo en 2014 preparatorias para la redefinición de los estándares métricos, no se confirmó la divergencia continua. No obstante, la inestabilidad residual e irreducible de un IPK físico socavó la confiabilidad de todo el sistema métrico para la medición de precisión desde escalas pequeñas (atómicas) hasta grandes (astrofísicas). [39] Al evitar el uso de un artefacto para definir unidades, se evitan todos los problemas relacionados con la pérdida, el daño y el cambio del artefacto. [1] : 125 

Se propuso que: [40]

Las nuevas definiciones fueron adoptadas en la 26ª CGPM el 16 de noviembre de 2018 y entraron en vigor el 20 de mayo de 2019. [41] El cambio fue adoptado por la Unión Europea a través de la Directiva (UE) 2019/1258. [42]

Antes de su redefinición en 2019, el SI se definía a partir de siete unidades básicas a partir de las cuales se construían las unidades derivadas como productos de potencias de las unidades básicas. Después de la redefinición, el SI se define fijando los valores numéricos de siete constantes definitorias. Esto tiene el efecto de que la distinción entre unidades básicas y unidades derivadas, en principio, no es necesaria, ya que todas las unidades, tanto básicas como derivadas, pueden construirse directamente a partir de las constantes definitorias. Sin embargo, la distinción se mantiene porque "es útil e históricamente bien establecida", y también porque la serie de normas ISO/IEC 80000 , que define el Sistema Internacional de Cantidades (ISQ), especifica cantidades básicas y derivadas que necesariamente tienen las unidades SI correspondientes. [1] : 129 

Unidades relacionadas

Unidades no pertenecientes al SI aceptadas para su uso con el SI

Aunque no es una unidad del SI, el litro puede utilizarse con unidades del SI. Es equivalente a (10cm ) 3 =(1 dm3 =​10−3m3 . ​

En la literatura científica, técnica y comercial se siguen utilizando muchas unidades no pertenecientes al SI. Algunas unidades están profundamente arraigadas en la historia y la cultura, y su uso no ha sido totalmente reemplazado por sus alternativas del SI. El CIPM reconoció y admitió dichas tradiciones al compilar una lista de unidades no pertenecientes al SI aceptadas para su uso con el SI [5] , incluidas la hora, el minuto, el grado angular, el litro y el decibel.

Unidades métricas no reconocidas por el SI

Aunque el término sistema métrico se utiliza a menudo como un nombre alternativo informal para el Sistema Internacional de Unidades, [43] existen otros sistemas métricos, algunos de los cuales se utilizaban ampliamente en el pasado o incluso se siguen utilizando en determinadas zonas. También hay unidades métricas individuales , como el sverdrup y el darcy , que existen fuera de cualquier sistema de unidades. La mayoría de las unidades de los otros sistemas métricos no son reconocidas por el SI.

Usos inaceptables

En ocasiones, se introducen variaciones en los nombres de las unidades del SI, mezclando información sobre la magnitud física correspondiente o las condiciones de su medición; sin embargo, esta práctica es inaceptable en el SI. "Inaceptabilidad de mezclar información con unidades: cuando se da el valor de una magnitud, cualquier información relativa a la magnitud o sus condiciones de medición debe presentarse de forma que no esté asociada con la unidad". [5] Algunos ejemplos incluyen: " vatio pico " y " vatio RMS "; " metro geopotencial " y " metro vertical "; " metro cúbico estándar "; " segundo atómico ", " segundo de efemérides " y " segundo sideral ".

Véase también


Organizaciones

Normas y convenciones

Notas

  1. ^ Ley de Ohm: 1 Ω = 1 V/A de la relación E = I × R , donde E es fuerza electromotriz o voltaje (unidad: voltio), I es corriente (unidad: amperio) y R es resistencia (unidad: ohmio).
  2. ^ Del francés : Conférence générale des poids et mesures.
  3. ^ del francés : Comité internacional des poids et medidas
  4. ^ del francés : Bureau international des poids et mesures
  5. ^ Argentina, Austria-Hungría, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Francia, Imperio Alemán, Italia, Perú, Portugal, Rusia, España, Suecia y Noruega, Suiza, Imperio Otomano, Estados Unidos y Venezuela.
Atribución

[1] Este artículo incorpora texto de esta fuente, que está disponible bajo la licencia CC BY 3.0.

Referencias

  1. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad Oficina Internacional de Pesas y Medidas (diciembre de 2022), El Sistema Internacional de Unidades (SI) (PDF) , vol. 2 (9.ª ed.), ISBN 978-92-822-2272-0, archivado del original el 18 de octubre de 2021
  2. ^ Materese, Robin (16 de noviembre de 2018). "Votación histórica vincula el kilogramo y otras unidades a constantes naturales". NIST . Consultado el 16 de noviembre de 2018 .
  3. ^ ISO 80000-1:2009 Cantidades y unidades – Parte 1: General.
  4. ^ abcdefghij David B. Newell; Eite Tiesinga, eds. (2019). El Sistema Internacional de Unidades (SI) (PDF) (Publicación especial del NIST 330, edición de 2019). Gaithersburg, MD: NIST . Consultado el 30 de noviembre de 2019 .
  5. ^ abcdefghij Oficina Internacional de Pesas y Medidas (2006), El Sistema Internacional de Unidades (SI) (PDF) (8.ª ed.), ISBN 92-822-2213-6, archivado (PDF) del original el 4 de junio de 2021 , consultado el 16 de diciembre de 2021
  6. ^ "Unidades y símbolos para ingenieros eléctricos y electrónicos". Institution of Engineering and Technology. 1996. págs. 8–11. Archivado desde el original el 28 de junio de 2013. Consultado el 19 de agosto de 2013 .
  7. ^ Lawler, Daniel (18 de noviembre de 2022). "La Tierra ahora pesa seis ronnagramos: se aprobaron nuevos prefijos métricos". phys.org.
  8. ^ "Lista de resoluciones para la 27ª reunión de la Conferencia General de Pesas y Medidas" (PDF) . BIPM. 18 de noviembre de 2022. Archivado desde el original (PDF) el 18 de noviembre de 2022. Consultado el 18 de noviembre de 2022 .
  9. ^ "Nuevos prefijos para el SI adoptados por la Conferencia General de Pesas y Medidas". BIPM . Consultado el 11 de enero de 2023 .
  10. ^ "Naturaleza decimal del sistema métrico". Asociación Métrica de Estados Unidos . 2015. Archivado desde el original el 15 de abril de 2020. Consultado el 15 de abril de 2020 .
  11. ^ abc Thompson, Ambler; Taylor, Barry N. (marzo de 2008). Guía para el uso del Sistema Internacional de Unidades (SI) (informe). Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . §10.5.3 . Consultado el 21 de enero de 2022 .
  12. ^ ab "Sobre la ampliación del rango de prefijos del SI". 18 de noviembre de 2022 . Consultado el 5 de febrero de 2023 .
  13. ^ "Prefijos métricos (SI)". NIST.
  14. ^ "Interpretación del Sistema Internacional de Unidades (Sistema Métrico de Medición) para los Estados Unidos" (PDF) . Registro Federal . 73 (96): 28432–28433. 9 de mayo de 2008. Número de documento FR E8-11058 . Consultado el 28 de octubre de 2009 .
  15. ^ "Proyecto Avogadro". Laboratorio Nacional de Física . Consultado el 19 de agosto de 2010 .
  16. ^ "NIST Mise en Pratique of the New Kilogram Definition" (Mise en Pratique del NIST de la nueva definición de kilogramo). NIST . 2013. Archivado desde el original el 14 de julio de 2017 . Consultado el 9 de mayo de 2020 .
  17. ^ "Realizaciones prácticas de las definiciones de algunas unidades importantes". BIPM . 2019. Archivado desde el original el 9 de abril de 2020 . Consultado el 11 de abril de 2020 .
  18. ^ "Comité Internacional de Pesas y Medidas – Actas de la 106ª reunión" (PDF) .
  19. ^ "Recomendaciones del Comité Consultivo de Masa y Magnitudes Relacionadas al Comité Internacional de Pesas y Medidas" (PDF) . 12ª Reunión del CCM . Sèvres: Bureau International des Poids et Mesures. 26 de marzo de 2010. Archivado desde el original (PDF) el 14 de mayo de 2013 . Consultado el 27 de junio de 2012 .
  20. ^ "Recomendaciones del Comité Consultivo de Cantidad de Sustancia - Metrología en Química al Comité Internacional de Pesas y Medidas" (PDF) . 16.ª Reunión del CCQM . Sèvres: Bureau International des Poids et Mesures. 15-16 de abril de 2010. Archivado desde el original (PDF) el 14 de mayo de 2013 . Consultado el 27 de junio de 2012 .
  21. ^ "Recomendaciones del Comité Consultivo de Termometría al Comité Internacional de Pesas y Medidas" (PDF) . 25ª Reunión del CCT . Sèvres: Bureau International des Poids et Mesures. 6–7 de mayo de 2010. Archivado desde el original (PDF) el 14 de mayo de 2013. Consultado el 27 de junio de 2012 .
  22. ^ Estados Unidos. Oficina Nacional de Normas (1959). Research Highlights of the National Bureau of Standards. Departamento de Comercio de los Estados Unidos, Oficina Nacional de Normas. p. 13. Consultado el 31 de julio de 2019 .
  23. ^ "1.16" (PDF) . Vocabulario internacional de metrología – Conceptos básicos y generales y términos asociados (VIM) (3.ª ed.). Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM): Comité Mixto de Guías en Metrología. 2012 . Consultado el 28 de marzo de 2015 .
  24. ^ SV Gupta, Unidades de medida: pasado, presente y futuro. Sistema internacional de unidades , pág. 16, Springer, 2009. ISBN 3642007384
  25. ^ "ISO 80000-1:2022 Cantidades y unidades Parte 1: General".
  26. ^ "Interpretación del Sistema Internacional de Unidades (Sistema Métrico de Medición) para los Estados Unidos". Registro Federal . 73 . Instituto Nacional de Normas y Tecnología : 28432. 16 de mayo de 2008. Archivado desde el original el 16 de agosto de 2017 . Consultado el 6 de diciembre de 2022 .
  27. ^ "VIM3: Vocabulario internacional de metrología". BIPM . Archivado desde el original el 31 de octubre de 2020.
  28. ^ "Amtliche Maßeinheiten in Europa 1842" [Unidades de medida oficiales en Europa 1842]. spasslernen (en alemán). 1 de mayo de 2009. Archivado desde el original el 25 de septiembre de 2012 . Consultado el 26 de marzo de 2011 .Versión de texto del libro de Malaisé: Malaisé, Ferdinand von (1842). Theoretisch-practischer Unterricht im Rechnen [ Instrucción teórica y práctica en aritmética ] (en alemán). Múnich: Verlag des Verf. págs. 307–322 . Consultado el 7 de enero de 2013 .
  29. ^ ab Page, Chester H.; Vigoureux, Paul, eds. (20 de mayo de 1975). La Oficina Internacional de Pesas y Medidas 1875–1975: NBS Special Publication 420. Washington, DC: Oficina Nacional de Normas . p. 12.
  30. ^ Alder, Ken (2002). La medida de todas las cosas: la odisea de siete años que transformó el mundo . Londres: Abacus. ISBN 978-0-349-11507-8.
  31. ^ ab Giunta, Carmen J. (2023). Una breve historia del sistema métrico: desde la Francia revolucionaria hasta el SI basado en constantes. SpringerBriefs in Molecular Science. Cham: Springer International Publishing. Bibcode :2023bhms.book.....G. doi :10.1007/978-3-031-28436-6. ISBN 978-3-031-28435-9. Número de identificación del sujeto  258172637.
  32. ^ Quinn, Terry J. (2012). De los artefactos a los átomos: el BIPM y la búsqueda de los estándares de medición definitivos . Nueva York, Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-530786-3.
  33. ^ Fenna, Donald (2002). Pesos, medidas y unidades . Oxford University Press . Unidad internacional. ISBN 978-0-19-860522-5.
  34. ^ Maxwell, JC (1873). Tratado sobre electricidad y magnetismo. Vol. 2. Oxford: Clarendon Press. pp. 242–245 . Consultado el 12 de mayo de 2011 .
  35. ^ "Personajes históricos: Giovanni Giorgi". Comisión Electrotécnica Internacional . 2011. Archivado desde el original el 15 de mayo de 2011. Consultado el 5 de abril de 2011 .
  36. ^ «BIPM – Resolución 6 de la IX CGPM». Bipm.org . 1948 . Consultado el 22 de agosto de 2017 .
  37. «Resolución 7 de la 9ª reunión de la CGPM (1948): Escritura e impresión de los símbolos de las unidades y de los números». Oficina Internacional de Pesas y Medidas . Consultado el 6 de noviembre de 2012 .
  38. ^ "Redefiniendo el kilogramo". Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido . Consultado el 30 de noviembre de 2014 .
  39. ^ "Un punto de inflexión para la humanidad: redefinición del sistema de medición mundial". NIST . 12 de mayo de 2018 . Consultado el 16 de enero de 2024 .
  40. ^ "Anexo 1. Decisiones de la CGPM y de la CIPM" (PDF) . BIPM . p. 188 . Consultado el 27 de abril de 2021 .
  41. ^ Wood, B. (3–4 de noviembre de 2014). "Informe sobre la reunión del grupo de trabajo CODATA sobre constantes fundamentales" (PDF) . BIPM . p. 7. [Martin, director del BIPM] Milton respondió a una pregunta sobre qué sucedería si... el CIPM o la CGPM votaban no seguir adelante con la redefinición de la SI. Respondió que sentía que, para ese momento, la decisión de seguir adelante debería considerarse como una conclusión inevitable.
  42. ^ «Directiva (UE) 2019/1258 de la Comisión, de 23 de julio de 2019, por la que se modifica, a efectos de su adaptación al progreso técnico, el anexo de la Directiva 80/181/CEE del Consejo en lo relativo a las definiciones de las unidades básicas del SI». Eur-Lex . 23 de julio de 2019 . Consultado el 28 de agosto de 2019 .
  43. ^ Olthoff, Jim (2018). "Para todos los tiempos, para todos los pueblos: cómo la sustitución del kilogramo fortalece a la industria". NIST . Archivado desde el original el 16 de marzo de 2020 . Consultado el 14 de abril de 2020 . ... el Sistema Internacional de Unidades (SI), conocido popularmente como sistema métrico.

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