CAPÍTULO II
Unidades SI derivadas
2.1 Las unidades SI derivadas se definen de forma que sean coherentes con las unidades básicas y suplementarias, es decir, se definen por expresiones algebraicas bajo la forma de productos de potencias de las unidades SI básicas y/o suplementarias con un factor numérico igual a 1. Cualquier otra definición más o menos explícita no podrá constituir una verdadera definición de la unidad derivada sino más bien una explicación, por otra parte bastante útil, sobre la naturaleza de una sola o de varias magnitudes, de las cuales ella es la unidad de medida.
Varias de estas unidades SI derivadas se expresan simplemente a partir de las unidades básicas y suplementarias como las que se relacionan y definen en 2.2.
Otras han recibido un nombre especial y un símbolo particular como las que figuran en 2.3.
Estas a su vez pueden utilizarse para expresar unidades SI derivadas de manera más simple que a partir de las unidades SI básicas y suplementarias, como las que se relacionan y definen en 2.4.
Un mismo nombre de unidad SI puede corresponder a varias magnitudes diferentes como puede observarse en las tablas que figuran a continuación, en las que la enumeración de las magnitudes citadas no es limitativa.
Asimismo, una unidad SI derivada puede expresarse de forma diferente utilizando nombres de unidades básicas y nombres especiales de unidades derivadas.
No obstante, conviene resaltar que si una unidad SI derivada puede expresarse de varias formas equivalentes utilizando, bien nombres de unidades básicas y suplementarias. O bien nombres especiales de otras unidades SI derivadas, se admite el empleo preferencial de ciertas combinaciones o de ciertos nombres especiales, con el fin de facilitar la distinción entre magnitudes que tengan las mismas dimensiones.
Ejemplos :
El hertz se emplea para la frecuencia, con preferencia al segundo a la potencia menos uno, y para el momento de fuerza, se prefiere el newton metro al joule.
En el campo de las radiaciones ionizantes, para la actividad, se prefiere el becquerel al segundo a la potencia menos uno, y el gray o el sievert, según la magnitud considerada, al joule por kilogramo.
De ahí que los grupos de unidades SI derivadas que damos a continuación no son una clasificación de dichas unidades, sino ejemplos de unidades SI derivadas expresadas de una u otra forma.
2.2 Ejemplos de unidades SI derivadas expresadas a partir de unidades básicas y suplementarias.
Magnitud | Unidad |
|
Nombre |
Símbolo |
|
Superficie | metro cuadrado |
m2 |
Volumen | metro cúbico |
m3 |
Velocidad | metro por segundo |
m/s |
Aceleración | metro por segundo cuadrado |
m/s2 |
Número de ondas | metro a la potencia menos uno |
m-1 |
Masa en volumen | kilogramo por metro cúbico |
kg/m3 |
Caudal en volumen | metro cúbico por segundo |
m3/s |
Caudal másico | kilogramo por segundo |
kg/s |
Velocidad angular | radian por segundo |
rad/s |
Aceleración angular | radian por segundo cuadrado |
rad/s2 |
Sus definiciones son las siguientes:
2.2.1 Unidad de superficie: metro cuadrado (m2).- Un metro cuadrado es el área de un cuadrado de 1 metro de lado (1 m2 = 1 m · 1 m).
2.2.2 Unidad de volumen: metro cúbico (m3).- Un metro cúbico es el volumen de un cubo de 1 metro de lado (1 m3 = 1 m · 1 m · 1 m).
2.2.3 Unidad de velocidad: metro por segundo (m/s o m·s-1).- Un metro por segundo es la velocidad de un cuerpo que, con movimiento uniforme, recorre, una longitud de 1 metro en 1 segundo.
2.2.4 Unidad aceleración: metro por segundo cuadrado (m/s2 o m·s-2).- Un metro por segundo cuadrado es la aceleración de un cuerpo, animado de movimiento uniformemente variado, cuya velocidad varía cada segundo, 1 m/s.
2.2.5 Unidad de número de ondas: metro a la potencia menos uno (m-1).- Un metro a la potencia menos uno es el número de ondas de una radiación monocromática cuya longitud de onda es igual a 1 metro.
2.2.6 Unidad de masa en volumen: kilogramo por metro cúbico (kg/m3 o kg·m-3).- Un kilogramo por metro cúbico es la masa en volumen de un cuerpo homogéneo cuya masa es de 1 kilogramo y el volumen de 1 m3.
2.2.7 Unidad de caudal en volumen: metro cúbico por segundo (m3/s o m3·s-1).- Un metro cúbico por segundo es el caudal en volumen de una corriente uniforme tal que, una sustancia de 1 metro cúbico de volumen atraviesa una sección determinada en 1 segundo.
2.2.8 Unidad de caudal másico: kilogramo por segundo (kg/s o kg·s-1).- Un kilogramo por segundo es el caudal másico de una corriente uniforme tal que, una sustancia de 1 kilogramo de masa atraviesa una sección determinada en 1 segundo.
2.2.9 Unidad de velocidad angular: radián por segundo (rad/s o rad·s-1).- Un radian por segundo es la velocidad angular de un cuerpo que, con una rotación uniforme alrededor de un eje fijo, gira en 1 segundo, 1 radián.
2.2.10 Unidad de aceleración angular: radián por segundo cuadrado (rad/s2 o rad·s-2).- Un radián por segundo cuadrado es la aceleración angular de un cuerpo, animado de una rotación uniformemente variada alrededor de un eje fijo, cuya velocidad angular varía 1 radián por segundo, en 1 segundo.
2.3 Unidades SI derivadas con nombre y símbolos especiales
.
Magnitud |
Unidad |
|||
Nombre |
Símbolo |
Expresión en otras unidades |
Expresión en unidades SI básicas |
|
Frecuencia | hertz |
Hz |
-- |
s-1 |
Fuerza | newton |
N |
-- |
m·kg·s-2 |
Presión, tensión | pascal |
Pa |
N·m-2 |
m-1·kg·s-2 |
Energía, trabajo, cantidad de calor | joule |
J |
N·m |
m2·kg·s-2 |
Potencia(*), flujo radiante | watt |
W |
J·s-1 |
m2·kg·s-3 |
Cantidad de electricidad, carga eléctrica | coulomb |
C |
-- |
s·A |
Tensión eléctrica, potencial eléctrico, fuerza electromotriz | volt |
V |
W·A-1 |
m2·kg·s-3·A-1 |
Resistencia eléctrica | ohm |
V·A-1 |
m2·kg·s-3·A-2 |
|
Conductancia eléctrica | siemens |
S |
A·V-1 |
m-2·kg-1·s3·A2 |
Capacidad eléctrica | farad |
F |
C·V-1 |
m-2·kg-1·s4·A2 |
Flujo magnético, flujo de inducción magnética | weber |
Wb |
V·s |
m2·kg·s-2·A-1 |
Inducción magnética, densidad de flujo magnético | tesla |
T |
Wb·m2 |
kg·s-2·A1 |
Inductancia | henry |
H |
Wb·A-1 |
m2·kg·s-2·A-2 |
Flujo luminoso | lumen |
lm |
- |
cd·sr |
Iluminancia | lux |
Ix |
lm·m-2 |
m-2·cd·sr |
Actividad (de un radionucleido) | becquerel |
Bq |
-- |
s-1 |
Dosis absorbida, energía comunicada másica, kerma, indice de dosis absorbida | gray |
Gy |
J·kg-1 |
m2·s-2 |
Dosis equivalente, índice de dosis equivalente | sievert |
Sv |
J·kg-1 |
m2·s-2 |
*) Nota :-.En electrotecnia la unidad se denomina :
- En el caso de la potencia activa : Watt (W).
- En el caso de la potencia aparente : Voltampere (VA).
- En el caso de la potencia reactiva : Var (var).
Sus definiciones son las siguientes:
2.3.1 Unidad de frecuencia: hertz (Hz).- Un hertz es la frecuencia de un fenómeno periódico cuyo periodo es 1 segundo.
2.3.2 Unidad de fuerza: newton (N).- Un newton es la fuerza que, aplicada a un cuerpo que tiene una masa de 1 kilogramo, le comunica una aceleración de 1 metro por segundo cuadrado.
2.3.3 Unidad de presión, tensión: pascal (Pa).- Un pascal es la presión uniforme que actuando sobre una superficie plana de 1 metro cuadrado, ejerce perpendicularmente a esta superficie una fuerza total de 1 newton.
Es también la tensión uniforme que, actuando sobre una superficie de 1 metro cuadrado, ejerce sobre esta superficie una fuerza total de 1 newton.
2.3.4 Unidad de energía, trabajo, cantidad de calor: joule (J).- Un joule es el trabajo producido por una fuerza de 1 newton, cuyo punto de aplicación se desplaza 1 metro en la dirección de la fuerza.
2.3.5 Unidad de potencia, flujo radiante: watt (W).- Un watt es la potencia que da lugar a una producción de energía igual a 1 joule por segundo.
2.3.6 Unidad de cantidad de electricidad, carga eléctrica: coulomb ( C ).- Un coulomb es la unidad de electricidad transformada en 1 segundo por una corriente de intensidad 1 ampere.
2.3.7 Unidad de tensión eléctrica, potencial eléctrico, fuerza electromotriz: volt (V).- Un volt es la diferencia de potencial eléctrico que existe entre dos puntos de un hilo conductor que transporta una corriente de intensidad constante de 1 ampere cuando la potencia disipada entre estos puntos es igual a 1 watt.
2.3.8 Unidad de resistencia eléctrica: ohm ().- Un ohm es la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 volt aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 ampere, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor.
2.3.9 Unidad de conductancia eléctrica: siemens (S).- Un siemens es la conductancia de un conductor que tiene una resistencia eléctrica de 1 ohm.
2.3.10 Unidad de capacidad eléctrica: farad (F).- Un farad es la capacidad de un condensador eléctrico que entre sus armaduras aparece una diferencia de potencial eléctrico de 1 volt, cuando está cargado con una cantidad de electricidad igual a 1 coulomb.
2.3.11 Unidad de flujo magnético, flujo de inducción magnética: weber (Wb).- Un weber es el flujo magnético que al atravesar un circuito de una sola espira produce en la misma una fuerza electromotriz de 1 volt si se anula dicho flujo en 1 segundo por decrecimiento uniforme.
2.3.12 Unidad de inducción magnética, densidad de flujo magnético: tesla (T).- Un tesla es la inducción magnética uniforme que repartida normalmente sobre una superficie de 1 metro cuadrado, produce a través de esta superficie un flujo magnético total de 1 weber.
2.3.13 Unidad de inductancia: henry (H).- Un henry es la inductancia eléctrica de un circuito cerrado en el que se produce una fuerza electromotriz de 1 volt cuando la corriente eléctrica que recorre el circuito varía uniformemente a razón de un ampere por segundo.
2.3.14 Unidad de flujo luminoso: lumen (lm).- Un lumen es el flujo luminoso emitido en un ángulo sólido de un estereorradián por una fuente puntual uniforme, que , situada en el vértice del ángulo sólido, tiene una intensidad luminosa de 1 candela.
2.3.15 Unidad de iluminancia: lux (lx).- Un lux es la iluminancia de una superficie que recibe un flujo luminoso de 1 lumen, uniformemente repartido sobre 1 metro cuadrado de la superficie.
2.3.16 Unidad de actividad (de un radionucleido): becquerel (Bq).- Un becquerel es la actividad de una fuente radiactiva en la que se produce 1 transformación o 1 transición nuclear por segundo.
2.3.17 Unidad de dosis absorbida, energía comunicada másica, kerma, índice de dosis absorbida: gray (Gy).- Un gray es la dosis absorbida en un elemento de materia de masa de 1 kilogramo al que las radiaciones ionizantes comunican de manera uniforme una energía de 1 joule.
2.3.18 Unidad de dosis equivalente, índice de dosis equivalente: sievert (Sv).- Nombre especial del joule por kilogramo.
Nota:
La magnitud equivalente de dosis H es el producto de la dosis absorbida D de radiaciones
ionizantes y de dos factores sin dimensión Q (factor de calidad) y N (producto de varios
factores) prescritos por la Comisión Internacional de Protección Radiológica.
Así, para una radiación dada, el valor numérico de H en joules por kilogramo puede ser diferente del valor numérico de D en joules por kilogramo, puesto que es función del valor de Q y N.
Con el fin de evitar los riesgos a los que pudieran exponerse los seres humanos sometidos a radiaciones subestimadas, riesgos que pudieran resultar de la confusión entre dosis absorbida y dosis equivalente, aunque la proliferación de nombres representa un peligro para el Sistema Internacional de Unidades y debe ser evitado en la medida de lo posible, no obstante, para salvaguardar la raza humana, la 16ª Conferencia General de Pesas y Medidas (1979) adoptó el nombre especial de "sievert", símbolo Sv, para la unidad SI de dosis equivalente en el campo de la radioprotección. Posteriormente, y no considerando esto suficiente, el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) en 1984 recomienda [Recomendación 1 (CI 1984)] utilizar el nombre "gray" en lugar de joule por kilogramo, para la unidad de dosis absorbida D y el de sievert en lugar de joule por kilogramo, para la unidad de dosis equivalente H.
2.4 Ejemplos de unidades SI derivadas expresadas a partir de las que tienen nombres especiales.
Magnitud |
Unidad |
||
Nombre |
Símbolo |
Expresión en unidades SI básicas |
|
Viscosidad dinámica | pascal segundo |
Pa·s |
m-1·kg·s-1 |
Entropia, capacidad térmica | joule por kelvin |
J/K |
m2·kg·s-2·K-1 |
Capacidad térmica másica, entropia másica | joule por kilogramo kelvin |
J/(kg·K) |
m2·s-2·K-1 |
Conductividad térmica | wat por metro kelvin |
W/(m·K) |
m·kg·s-3·K-1 |
Intensidad de campo eléctrico | volt por metro |
V/m |
m·kg·s-3·A-1 |
Intensidad radiante | watt por estereorradian |
W/sr |
- |
2.4.1 Unidad de viscosidad dinámica: pascal segundo (Pa·s).- Un pascal segundo es la viscosidad dinámica de un fluido homogéneo en el cual el movimiento rectilíneo y uniforme de una superficie plana de 1 metro cuadrado da lugar a una fuerza retardatriz de 1 newton, cuando hay una diferencia de velocidad de 1 metro entre dos planos paralelos separados por 1 metro de distancia.
2.4.2 Unidad de entropía: joule por kelvin (J/K o J·K-1).- Un joule por kelvin es el aumento de entropía de un sistema que recibe una cantidad de calor de 1 joule, a la temperatura termodinámica constante de 1 kelvin, siempre que en el sistema no tenga lugar ninguna transformación irreversible.
2.4.3 Unidad de capacidad térmica másica, entropía másica: joule por kilogramo kelvin [J/(kg·K) o J·kg-1·K-1].- Un joule por kilogramo kelvin es la capacidad másica de un cuerpo homogéneo de una masa de 1 kilogramo, en el que el aporte de una cantidad de calor de 1 joule produce una elevación de temperatura termodinámica de 1 kelvin.
2.4.4 Unidad de conductividad térmica: watt por metro kelvin [W/(m·K) o W·m-1·k-1].- Un watt por metro kelvin es la conductividad térmica de un cuerpo homogéneo isótropo, en el que una diferencia de temperatura de 1 kelvin entre dos planos paralelos, de área de 1 metro cuadrado y distantes 1 metro, produce entre estos planos un flujo térmico de 1 watt.
2.4.5 Unidad de intensidad de campo eléctrico: volt por metro (V/m).- Un volt por metro es la intensidad de un campo eléctrico que ejerce una fuerza de 1 newton sobre un cuerpo cargado con una cantidad de electricidad de 1 coulomb.
2.4.6 Unidad de instensidad radiante: watt por estereorradián (W/sr o W·sr-1).- Un watt por estereorradián es la intensidad radiante de una fuente puntual que envía uniformemente un flujo energético de 1 watt en un ángulo sólido de estereorradián.