Sistema de unidades de medida

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Un sistema de unidades de medida , también conocido como sistema de unidades o sistema de medición , es una colección de unidades de medida y reglas que las relacionan entre sí. Los sistemas de medición han sido históricamente importantes, regulados y definidos para fines científicos y comerciales. Entre los ejemplos en uso se incluyen el Sistema Internacional de Unidades o SI (la forma moderna del sistema métrico ), el sistema imperial británico y el sistema consuetudinario de los Estados Unidos .

En la antigüedad, los sistemas de medida se definían localmente: las distintas unidades podían definirse independientemente según la longitud del pulgar de un rey o el tamaño de su pie, la longitud de la zancada, la longitud del brazo o tal vez el peso del agua en un barril de un tamaño específico, tal vez definido en manos y nudillos . La característica unificadora es que existía alguna definición basada en algún estándar. Con el tiempo, los codos y las zancadas dieron paso a las "unidades tradicionales" para satisfacer las necesidades de los comerciantes y los científicos.

La preferencia por un sistema más universal y coherente se fue extendiendo gradualmente con el crecimiento del comercio internacional y la ciencia. Cambiar un sistema de medición tiene costos a corto plazo, lo que a menudo genera resistencia a dicho cambio. Los científicos, ingenieros, empresarios y políticos han reconocido y promovido el beneficio sustancial de la conversión a un sistema de medición más racional y coherente a nivel internacional, y ha dado como resultado que la mayor parte del mundo adopte un sistema métrico acordado de común acuerdo.

La Revolución Francesa dio origen al sistema métrico decimal , que se ha extendido por todo el mundo y ha sustituido a la mayoría de las unidades de medida habituales. En la mayoría de los sistemas, la longitud (distancia), la masa y el tiempo son magnitudes básicas .

Más tarde, los avances científicos demostraron que se podía añadir una cantidad electromagnética como la carga eléctrica o la corriente eléctrica para ampliar el conjunto de cantidades base. Las unidades gaussianas solo tienen longitud, masa y tiempo como cantidades base, sin una dimensión electromagnética separada. Otras cantidades, como la potencia y la velocidad , se derivan de las cantidades base: por ejemplo, la velocidad es la distancia por unidad de tiempo. Históricamente, se utilizó una amplia gama de unidades para el mismo tipo de cantidad. En diferentes contextos, la longitud se medía en pulgadas , pies , yardas , brazas , varas , cadenas , furlongs , millas , millas náuticas , estadios , leguas , con factores de conversión que no se basaban en la potencia de diez.

En el sistema métrico y otros sistemas recientes, las relaciones subyacentes entre magnitudes, expresadas por fórmulas físicas como las leyes del movimiento de Newton , se utilizan para seleccionar un pequeño número de magnitudes base para las cuales se define una unidad para cada una, de la cual se pueden derivar todas las demás unidades. Las unidades secundarias (múltiplos y submúltiplos) se derivan de estas unidades base y derivadas al multiplicarlas por potencias de diez. Por ejemplo, donde la unidad de longitud es el metro , una distancia de 1 metro son 1000 milímetros o 0,001 kilómetros.

La metrificación está completa o casi completa en la mayoría de los países.

Sin embargo, las unidades tradicionales estadounidenses siguen utilizándose ampliamente en Estados Unidos y, en cierta medida, en Liberia . En Birmania se utilizan unidades de medida tradicionales birmanas , con una transición parcial al sistema métrico. En Canadá, las unidades estadounidenses se utilizan en contextos limitados debido al gran volumen de comercio con Estados Unidos. También hay un uso considerable de pesos y medidas imperiales, a pesar de la conversión canadiense de iure al sistema métrico.

Varias otras jurisdicciones tienen leyes que exigen o permiten otros sistemas de medición en algunos o todos los contextos, como el Reino Unido, cuya legislación sobre señalización vial , por ejemplo, solo permite señales de distancia que muestren unidades imperiales (millas o yardas) ^[1], o Hong Kong. ^[2]

En Estados Unidos, las unidades métricas se utilizan prácticamente siempre en la ciencia, con frecuencia en el ejército y, en parte, en la industria. Las unidades tradicionales de Estados Unidos se utilizan principalmente en los hogares estadounidenses. En las tiendas minoristas, el litro (que se escribe "liter" en Estados Unidos) es una unidad de volumen que se utiliza habitualmente, especialmente en las botellas de bebidas, y para los medicamentos se utilizan miligramos, en lugar de granos .

Algunas otras unidades no pertenecientes al SI todavía se utilizan a nivel internacional, como las millas náuticas y los nudos en la aviación y el transporte marítimo, y los pies para la altitud de las aeronaves.

Los sistemas métricos de unidades han evolucionado desde la adopción del primer sistema bien definido en Francia en 1795. Durante esta evolución, el uso de estos sistemas se ha extendido por todo el mundo, primero a los países no angloparlantes y luego a los angloparlantes.

Los múltiplos y submúltiplos de las unidades métricas se relacionan mediante potencias de diez y sus nombres se forman con prefijos . Esta relación es compatible con el sistema decimal de números y contribuye en gran medida a la conveniencia de las unidades métricas.

En el sistema métrico primitivo había dos unidades básicas: el metro para la longitud y el gramo para la masa. Las demás unidades de longitud y masa, y todas las unidades de superficie, volumen y unidades derivadas como la densidad se derivaban de estas dos unidades básicas.

Las medidas usuales ( del francés « medidas habituales ») fueron un sistema de medición introducido como un compromiso entre el sistema métrico y las medidas tradicionales. Se utilizó en Francia desde 1812 hasta 1839.

Se han utilizado varias variaciones del sistema métrico, entre ellas los sistemas gravitacionales , los sistemas centímetro-gramo-segundo (cgs), útiles en la ciencia, el sistema metro-tonelada-segundo (mts), utilizado en la URSS, y el sistema metro-kilogramo-segundo (mks). En algunos campos de la ingeniería, como el diseño asistido por ordenador , también se utiliza el sistema milímetro-gramo-segundo (mmgs). ^[3]

El estándar internacional actual para el sistema métrico es el Sistema Internacional de Unidades ( Système international d'unités o SI). Es un sistema en el que todas las unidades pueden expresarse en términos de siete unidades. Las unidades que sirven como unidades base del SI son el metro , el kilogramo , el segundo , el amperio , el kelvin , el mol y la candela .

Tanto las unidades imperiales británicas como las unidades tradicionales estadounidenses derivan de unidades inglesas anteriores . Las unidades imperiales se usaban principalmente en el antiguo Imperio Británico y la Mancomunidad Británica , pero en todos estos países han sido suplantadas en gran medida por el sistema métrico. Todavía se usan para algunas aplicaciones en el Reino Unido, pero han sido reemplazadas principalmente por el sistema métrico en aplicaciones comerciales , científicas e industriales . Sin embargo, las unidades tradicionales estadounidenses siguen siendo el principal sistema de medición en los Estados Unidos . Si bien se han dado algunos pasos hacia la metrificación (principalmente a fines de la década de 1960 y principios de la de 1970), las unidades tradicionales tienen una fuerte presencia debido a la vasta infraestructura industrial y el desarrollo comercial.

Aunque los sistemas imperial británico y consuetudinario estadounidense están estrechamente relacionados, existen varias diferencias entre ellos . Las unidades de longitud y área (la pulgada , el pie , la yarda , la milla , etc.) han sido idénticas desde la adopción del Acuerdo Internacional de la Yarda y la Libra ; sin embargo, los EE. UU. y, anteriormente, la India conservaron definiciones más antiguas para fines topográficos. Esto dio lugar al pie topográfico estadounidense , por ejemplo. Las unidades avoirdupois de masa y peso difieren para unidades mayores a una libra (lb). El sistema imperial británico utiliza una piedra de 14 lb, un quintal largo de 112 lb y una tonelada larga de 2240 lb. La piedra no es una medida de peso utilizada en los EE. UU. El sistema consuetudinario estadounidense utiliza el quintal corto de 100 lb y la tonelada corta de 2000 lb.

La diferencia más notable entre estos sistemas es en las unidades de volumen. Una onza líquida estadounidense (fl oz), aproximadamente 29,6 mililitros (ml), es ligeramente mayor que la onza líquida imperial (aproximadamente 28,4 ml). Sin embargo, como hay 16 onzas líquidas estadounidenses por pinta estadounidense y 20 onzas líquidas imperiales por pinta imperial, la pinta imperial es aproximadamente un 20 % mayor. Lo mismo ocurre con los cuartos de galón , los galones , etc.; seis galones estadounidenses son un poco menos que cinco galones imperiales.

El sistema avoirdupois sirvió como sistema general de masa y peso. Además de esto, están los sistemas troy y de boticario . El peso troy se usaba habitualmente para metales preciosos , pólvora negra y piedras preciosas . La onza troy es la única unidad del sistema en uso actual; se usa para metales preciosos. Aunque la onza troy es más grande que su equivalente avoirdupois, la libra es más pequeña. La libra troy obsoleta se dividía en 12 onzas, en lugar de las 16 onzas por libra del sistema avoirdupois. El sistema de boticario se usaba tradicionalmente en farmacología , pero ahora ha sido reemplazado por el sistema métrico; comparte la misma libra y onza que el sistema troy pero con diferentes subdivisiones adicionales.

Las unidades naturales son unidades de medida definidas en términos de constantes físicas universales , de tal manera que determinadas constantes físicas adquieren el valor numérico de uno cuando se expresan en términos de esas unidades. Las unidades naturales se denominan así porque su definición se basa únicamente en propiedades de la naturaleza y no en ninguna construcción humana. Son posibles distintos sistemas de unidades naturales, según la elección de las constantes utilizadas.

Algunos ejemplos son los siguientes:

• Los sistemas de unidades geometrizadas son útiles en física relativista . En estos sistemas, la velocidad de la luz y la constante gravitacional se encuentran entre las constantes elegidas.
• Las unidades de Planck son un sistema de unidades geométricas en el que la constante de Planck reducida se incluye en la lista de constantes definitorias. Se basa únicamente en propiedades del espacio libre , en lugar de las de cualquier objeto o partícula.
• Las unidades de Stoney son un sistema de unidades geometrizadas en el que se incluyen la constante de Coulomb y la carga elemental .
• Las unidades atómicas son un sistema de unidades utilizado en física atómica , en particular para describir las propiedades de los electrones . Las unidades atómicas se han elegido para utilizar varias constantes relacionadas con el electrón: la masa del electrón , la carga elemental , la constante de Coulomb y la constante de Planck reducida . La unidad de energía en este sistema es la energía total del electrón en el átomo de Bohr y se denomina energía de Hartree . La unidad de longitud es el radio de Bohr .

Las unidades de medida no estándar que también se encuentran en libros, periódicos, etc. incluyen:

• El campo de fútbol americano , que tiene un área de juego de 100 yardas (91,4 m) de largo por 160 pies (48,8 m) de ancho. Los medios de comunicación públicos estadounidenses suelen utilizar este término para referirse a los tamaños de grandes edificios o parques. Se utiliza tanto como unidad de longitud (100 yardas o 91,4 m, la longitud del campo de juego sin contar las áreas de portería) como unidad de área (57 600 pies cuadrados o 5350 m ² ), aproximadamente 1,32 acres (0,53  ha ).
• Los medios británicos también utilizan con frecuencia el campo de fútbol para fines equivalentes, aunque los campos de fútbol no tienen un tamaño fijo, sino que pueden variar dentro de límites definidos (100-130 yd o 91,4-118,9 m de largo, y 50-100 yd o 45,7-91,4 m de ancho, lo que da un área de 5000 a 13 000 sq yd o 4181 a 10 870 m ² ). Sin embargo, el campo de la UEFA Champions League debe tener exactamente 105 por 68 m (114,83 por 74,37 yd) lo que da un área de 7140 m ² (0,714 ha) o 8539  sq yd (1,764 acres ). Por ejemplo, " Los buques HSS son catamaranes de aluminio del tamaño de un campo de fútbol ". ^[4]
• Las áreas más grandes también se expresan como múltiplos de las áreas de estados y países que el lector considera familiares.

• Una tonelada de TNT equivale a 1000 calorías termoquímicas (1000 cal o 4184 J ) . Se  utiliza a menudo para indicar  la potencia de eventos muy energéticos, como explosiones , volcanes , terremotos e impactos de asteroides .
• La bomba atómica lanzada sobre Hiroshima . Su rendimiento energético se utiliza a menudo en los medios de comunicación y en los libros populares como unidad de energía. (Su rendimiento fue de aproximadamente 13 kilotones, o 60 TJ).
• Una barra de dinamita .

Una unidad de medida que se aplica al dinero se denomina unidad de cuenta en economía y unidad de medida en contabilidad. ^[5] Normalmente se trata de una moneda emitida por un país o una fracción de la misma; por ejemplo, el dólar estadounidense y el centavo estadounidense ( 1 ⁄ 100 de un dólar), o el euro y el centavo de euro.

ISO 4217 es el estándar internacional que describe códigos de tres letras (también conocidos como código de moneda) para definir los nombres de las monedas establecidos por la Organización Internacional de Normalización (ISO).

A lo largo de la historia se han utilizado muchos sistemas oficiales de medición. Si bien ya no se utilizan oficialmente, algunos de estos sistemas habituales se utilizan ocasionalmente en la vida cotidiana, por ejemplo, en la cocina .

• Conversión de unidades
• Historia del sistema métrico
• ISO 31
• Nivel de medición
• Pesos y medidas medievales
• Patio megalítico
• Norma de Petrogrado
• Metrología pseudocientífica
• Código Unificado de Unidades de Medida
• Pesos y medidas

• Tavernor, Robert (2007), La oreja de Smoot: la medida de la humanidad , ISBN 0-300-12492-9 

Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Unidades de medida habituales .

• CLDR – Localización Unicode de moneda, fecha, hora y números
• Un diccionario de unidades de medida
• Unidades de medida antiguas
• Medidas de la Antigüedad y la Biblia Antigüedad y la Biblia en Wayback Machine (archivado el 10 de mayo de 2008)
• Medidas territoriales de Reasonover Una referencia a las medidas territoriales españolas y francesas (y sus equivalentes en inglés con tablas de conversión) utilizadas en América del Norte
• El Código Unificado de Unidades de Medida