Uno de los requisitos fundamentales de la ciencia es la capacidad no solo de definir, sino de medir, y más aún en Física, donde la precisión y reproducibilidad son dos características esenciales.
Toda magnitud física debe ir acompañada de sus unidades. Cuando asociamos unidades a una magnitud cualquiera estamos comparándola con un cierto valor de referencia de la misma. Este valor es unitario y se denomina unidad de medida. Por ejemplo si medimos la distancia entre dos puntos y decimos que vale 200 metros, estamos diciendo que esa distancia que hemos medido es igual a doscientas veces una distancia de referencia que denominamos metro.
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La definición de un buen sistema de medida es un tema que ha preocupado al ser humano desde hace miles de años. Y es esencial no solamente en el ámbito de la ciencia, sino muy especialmente en el del comercio. En la imagen siguiente se muestra un deben, unidad de peso utilizada en el antiguo Egipto.
Los primeros sistemas de unidades desarrollados por el ser humano estaban basados en las dimensiones del cuerpo o de objetos cotidianos (vara, pie, granos de arroz, etc). El problema de estos sistemas primitivos es que eran diferentes dependiendo del pueblo que los creaba, lo cual dificultaba el intercambio de bienes y conocimientos entre pueblos. Pero con el auge de los viajes a tierras cada vez más lejanas, se hizo patente la necesidad de crear sistemas de unidades estandarizados que pudieran ser utilizados por un número creciente de personas pertenecientes a distintas culturas separadas por distancias cada vez mayores.
Durante la revolución francesa se empezó a desarrollar lo que hoy en día denominamos el Sistema Internacional de Unidades (SI) y, el 22 de Junio de 1799, se depositaron en el Archive de la République dos patrones de platino, uno correspondiente al kilogramo (unidad de masa) y el segundo al metro (unidad de longitud). Con el objeto de fomentar el uso de estas nuevas unidades, se instalaron en distintos edificios de parís réplicas en mármol del metro patrón. Posteriormente se introdujeron las definiciones de otras magnitudes físicas relacionadas con la electricidad y el magnetismo.
El Sistema Internacional de unidades ha ido evolucionando con el paso del tiempo hasta que en 1971 se completó su versión actual en la que hay siete unidades básicas. Dichas unidades están basadas en fenómenos físicos a excepción del kilogramo. Si embargo, en mayo de 2019 se procederá a redefinir el kilogramo ya que el patrón (o Grand K) depositado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas ha ido perdiendo masa a lo largo del tiempo y se ha hecho necesario definirlo de una manera más estable.
Las unidades básicas del Sistema Internacional son las que aparecen en la siguiente tabla:
| Magnitud Física | Unidad | Símbolo |
|---|---|---|
| Longitud | metro | m |
| Tiempo | segundo | s |
| Masa | kilogramo | kg |
| Intensidad de corriente eléctrica | amperio | A |
| Temperatura | kelvin | K |
| Cantidad de sustancia | mol | mol |
| Intensidad luminosa | candela | cd |
Los símbolos de las unidades se escriben en general con minúscula, salvo los que provienen del nombre de una persona; en este caso se escriben con mayúscula. Esta regla es válida tanto para las unidades básicas (K, A) como para las derivadas: newton (N), tesla (T), etc.
En la siguiente figura está representado un esquema de las unidades básicas del Sistema Internacional.
Si quieres obtener más información sobre la definición de las mismas, puedes hacerlo en la página oficial de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM).
En estas páginas utilizaremos las unidades del Sistema Internacional, introduciendo unidades derivadas de las siete básicas cuando sea necesario.
El Sistema Internacional es métrico decimal, por lo que los múltiplos y submúltiplos de cada una de sus unidades se expresan en potencias de 10. En la siguiente tabla se muestran los nombres de algunos de los prefijos del Sistema Internacional.
| 10n | Prefijo | Símbolo | Equivalencia decimal |
|---|---|---|---|
| 1024 | yotta | Y | 1 000 000 000 000 000 000 000 000 |
| 1021 | zetta | Z | 1 000 000 000 000 000 000 000 |
| 1018 | exa | E | 1 000 000 000 000 000 000 |
| 1015 | peta | P | 1 000 000 000 000 000 |
| 1012 | tera | T | 1 000 000 000 000 |
| 109 | giga | G | 1 000 000 000 |
| 106 | mega | M | 1 000 000 |
| 103 | kilo | k | 1 000 |
| 102 | hecto | h | 100 |
| 101 | deca | da / D | 10 |
| 100 | ninguno | 1 | |
| 10-1 | deci | d | 0,1 |
| 10-2 | centi | c | 0,01 |
| 10-3 | mili | m | 0,001 |
| 10-6 | micro | µ | 0,000 001 |
| 10-9 | nano | n | 0,000 000 001 |
| 10-12 | pico | p | 0,000 000 000 001 |
| 10-15 | femto | f | 0,000 000 000 000 001 |
| 10-18 | atto | a | 0,000 000 000 000 000 001 |
| 10-21 | zepto | z | 0,000 000 000 000 000 000 001 |
| 10-24 | yocto | y | 0,000 000 000 000 000 000 000 001 |
