Sistema Internacional d'Unitats (SI)

prev.gif (997 bytes)home.gif (1282 bytes)next.gif (1210 bytes)

Unitats i mesures
marca.gif (847 bytes)Sistema Internacional
  d'Unitats
Símbols de les mag-
nitudes físiques
Errors en les mesures
La balança
El calibre
Mesura de l'àrea d'una
figura rectangular

Bibliografia

Unitats bàsiques

Unitats derivades sense dimensió

Unitats derivades

Múltiples i submúltiples decimals

Escriptura dels símbols

Referències

 

Introducció

Medi_01.gif (2726 bytes) L'observació d'un fenomen és, en general, incompleta tret que done lloc a una informació quantitativa. Per a obtenir aquesta informació es requereix la mesura d'una propietat física. Així, la mesura constitueix una bona part de la rutina diària del físic experimental.

La mesura és la tècnica per mitjà de la qual assignem un nombre a una propietat física, com a resultat d'una comparació d'aquesta propietat amb una altra semblant presa com a patró, la qual s'ha adoptat com unitat.

Suposem una cambra el terra de la qual està cobert de rajoles, com es veu en la figura; prenent una rajola com a unitat i comptant el nombre de rajoles mesurem la superfície de la cambra, 30 rajoles. En la figura inferior, la mesura de la mateixa superfície dóna una quantitat diferent, 15 rajoles.

La mesura d'una mateixa magnitud física (una superfície) dóna lloc a dos quantitats diferents degut a que s'han emprat diferents unitats de mesura.

Aquest exemple ens posa de manifest la necessitat d'establir una única unitat de mesura per a una magnitud donada, de manera que la informació siga compresa per tothom.

Medi_02.gif (1973 bytes)

En l'article únic del REIAL DECRET 1317/1989, de 27 d'octubre del 1989, per qual s'estableixen les Unitats Legales de mesura, publicat el 3 de novembre, es diu que:

1.-El Sistema legal d'Unitats de mesura obligatori en l'Estat Espanyolés el sistema mètric decimal de set unitats bàsiques, anomenat Sistema Internacional d'Unitats (SI), adoptat en la Conferència General de Peses i Mesures i vigent en la Unió Europea.

En la taula següent, s'arrepleguen les diferents normatives publicades en el Butlletí Oficial de l'Estat (BOE)

BOE núm. 269 de 10 de novembre del 1967 Llei 88/1967, de 8 de novembre, declarant d'ús legal en Espanya l'anomenat Sistema Internacional d'Unitats (SI)
BOE núm. 110 de 8 de maig del 1974 Decret 1257/1974 de 25 d'abril, sobre modificacions del Sistema Internacional d'Unitats, anomenat SI, vigent en Espanya per Llei 88/1967, de 8 de novembre
BOE núm. 264 de 3 de novembre del 1989 Reial Decret 1317/1989, de 27 d'octubre, pel qual s'estableixen les Unitats Legales de mesura
BOE núm. 21 de 24 de gener del 1990 Correcció d'errors del Reial Decret 1317/1989, de 27 d'octubre, pel qual s'estableixen les Unitats Legales de mesura
BOE núm. 289 de 3 de desembre del 1997 Reial Decret 1737/1997, de 20 de novembre, pel qual es modifica el Reial Decret 1317/1989, de 27 d'octubre, pel qual s'estableixen les Unitats Legales de mesura

 

Unitats bàsiques

Magnitud Nom Símbol
Longitud metre

m

Massa kilogram

kg

Temps segon

s

Intensitat de corrent elèctric ampere

A

Temperatura termodinàmica kelvin

K

Quantitat de substància mol

mol

Intensitat lluminosa candela

cd

 

Unitat de longitud: metre (m) El metre és la longitud de trajecte recorregut en el buit per la llum durant un temps de 1/299 792 458 de segon.
Unitat de massa El kilogram (kg) és igual a la massa del prototip internacional del kilogram.
Unitat de temps El segon (s) és la durada de 9 192 631 770 períodes de la radiació corresponent a la transició entre els dos nivells hiperfins de l'estat fonamental de l'àtom de cesi 133.
Unitat d'intensitat de corrent elèctric L'ampere (A) és la intensitat d'un corrent constant que mantingut en dos conductors paral·lels, rectilinis, de longitud infinita, de secció circular negligible i situats a una distància d'un metre l'un de l'altre en el buit, produiria una força igual a 2·10-7 newton per metre de longitud.
Unitat de temperatura termodinàmica El kelvin (K) és la fracció 1/273,16 de la temperatura termodinàmica del punt triple del agua.

Observació: A més a més de la temperatura termodinàmica (símbol T) expressada en kelvin, s'utilitza la temperatura Celsius (símbol t) definida per l'equació  t = T - T0 on T0 = 273,15 K, per definició.

Unitat de quantitat de substància El mol (mol) és la quantitat de substància d'un sistema que conté tantes entitats elementals com àtoms hi ha en 0,012 kilograms de carboni 12.

Quan s'empre el mol s'han d'especificar les unitats elementals, que poden ser àtoms, molèculs, ions, electrons o d'altres partícules o grups especificats d'aquestes partícules.

Unitat de intensitat luminosa La candela (cd) és la unitat lluminosa, en una direcció donada, d'una font que emet una radiació monocromàtica de freqüència 540·1012 hertz i la intensitat energètica de la qual en aquesta direcció és 1/683 watt per estereoradiant.

  

Unitats derivades sense dimensió

Magnitud

Nom

Símbol

Expressió en unitats SI bàsiques
Angle pla radiant rad mm-1 = 1
Angle sòlid Estereoradiant sr m2m-2 = 1

 

Unitat d'angle pla El radiant (rad) és l'angle pla compres entre dos radis d'un cercle que, sobre la circumferència d'aquest cercle, intercepten un arc de longitud igual a la del radi.

 

Unitat d'angle sòlid L'estereoradiant (sr) és l'angle sòlid que, tenint el seu vèrtex en el centre d'una esfera, intercepta sobre la superfície d'aquesta esfera una àrea igual a la d'un quadrat que tinga per costat el radi de l'esfera.

 

Unitats SI derivades

Las unitats SI derivades es defineixen de forma que siguen coherents amb les unitats bàsiques i suplementàries, és a dir, es defineixen per expressions algebràiques sota la forma de productes de potències de les unitats SI bàsiques i /o suplementàries amb un factor numèric igual 1.

Diverses d'aquestes unitats SI derivades s'expressen simplement a partir de les unitats SI bàsiques i suplementàries. Altres han rebut un nom especial i un símbol particular.

Si una unitat SI derivada es pot expressar de diverses formes equivalents utilitzant bé noms d'unitats bàsiques i suplementàries, o bé noms especials d'altres unitats SI derivades, s'admet l'ús preferencial de determinades combinacions o de determinats noms especiales, amb la fi de facilitar la distinció entre magnituds que tinguen les mateixes dimensions. Per exemple, el hertz s'empra per a la freqüència, amb preferència al segon a la potència menys un, i per al moment de força es prefereix el newton metre al joule.

 

Unitats SI derivades expressades a partir d'unitats bàsiques i suplementàries

Magnitud Nom Símbol
Superfície metre quadrat
m2
Volum metre cúbic
m3
Velocitat metre per segon
m/s
Acceleració metre per segon quadrat
m/s2
Nombre d'ones metre a la potència menus un
m-1
Massa en volum kilogram per metre cúbic
kg/m3
Velocitat angular radiant per segon
rad/s
Acceleració angular radiant per segon quadrat
rad/s2

 

Unitat de velocitat
Un metre per segon (m/s o m·s-1) és la velocitat d'un cos que, amb moviment uniforme, recorre una longitud d'un metre en 1 segon.
Unitat d'asceleració Un metre per segon quadrat (m/s2 o m·s-2) és l'aceleració d'un cos, animat de moviment uniformemente variat, la velocitat del qual varia, cada segon, 1 m/s.
Unitat de nombre d'ones Un metre a la potència menys un (m-1) és el nombre d'ones d'una radiació monocromàtica la longitud d'ona de la qual és igual a 1 metre.
Unitat de velocitat angular Un radiant per segon (rad/s o rad·s-1) és la velocitat d'un cos que, amb una rotació uniforme al voltant d'un eix fix, gira 1 radiant en 1 segon.
Unitat d'acceleració angular Un radió per segon quadrat (rad/s2 o rad·s-2) és l'aceleració angular d'un cos animat d'una rotació uniformement variada al voltant d'un eix fix, la velocitat angular del qual varia 1 radiant per segon, en 1 segon.

 

Unitats SI derivades amb noms i símbols especials

Magnitud Nom Símbol Expressió en unes altres unitats SI Expressió en unitats SI bàsiques
freqüència hertz Hz   s-1
força newton N   m·kg·s-2
Pressió pascal Pa N·m-2 m-1·kg·s-2
Energia, treball,
quantitat de calor
joule J N·m m2·kg·s-2
Potència watt W J·s-1 m2·kg·s-3
Quantitat d'electricitat Càrega elèctrica coulomb C   s·A
Potencial elèctric
Força electromotriu
volt V W·A-1 m2·kg·s-3·A-1
Resistència elèctrica ohm W V·A-1 m2·kg·s-3·A-2
Capacitat elèctrica farad F C·V-1 m-2·kg-1·s4·A2
Flux magnètic weber Wb V·s m2·kg·s-2·A-1
Inducció magnètica tesla T Wb·m-2 kg·s-2·A-1
Inductància henry H Wb·A-1 m2·kg s-2·A-2

 

Unitat de freqüència Un hertz (Hz) és la freqüència de un fenomen periòdic el període del qual és 1 segon.
Unitat de força Un newton (N) és la força que, aplicada a un cos que té una massa de 1 kilogram, li comunica una acceleració de 1 metre per segon quadrat.
 Unitat de pressió Un pascal (Pa) és la presió uniforme que, actuant sobre una superfície plana de 1 metre quadrat, fa perpendicularmente a aquesta superfície una força total de 1 newton.
Unitat d'energía, treball, quantitat de calor Un joule (J) és el treball produït per una força de 1 newton, el punt d'aplicació de la qual es desplaça 1 metre en la direcció de la força.
Unitat de potència, flux radiant Un watt (W) és la potència que dóna lloc a una producció d'energia igual a 1 joule per segon.
Unitat de quantitat d'electricitat, càrrega elèctrica Un coulomb (C) és la quantitat d'electricitat transportada en 1 segon per un corrent de 1 ampere d'intensitat.
Unitat de potencial elèctric, força electromotriu Un volt (V) és la diferència de potencial elèctric que hi ha entre dos punts d'un fil conductor que transporta un corrent d'intensitat constant de 1 ampere quan la potència dissipada entre aquestos punts és igual a 1 watt.
Unitat de resistència elèctrica Un ohm (W) és la resistència elèctrica que hi ha entre dos punts d'un conductor quan una diferència de potencial constant de 1 volt aplicada entre aquestos dos punts produeix, en aquest conductor, un corrent de intensitat 1 ampere, quan no haja força electromotriu en el conductor.
Unitat de capacitat elèctrica Un farad (F) és la capacitat d'un condensador elèctric quan entre les seues armadures apareix una diferència de potencial elèctrico de 1 volt, quan està carregat amb una quantitat d'electricitat igual a 1 coulomb.
Unitat de flux magnètic Un weber (Wb) és el flux magnètic que, en travessar un circuit d'una sola espira, produeix en l'espira una força electromotriu de 1 volt si s'anul·la aquest flux en un segon per decaïment uniforme.
Unitat d'inducció magnètica Una tesla (T) és la inducció magnètica uniforme que, repartida normalment sobre una superfície de 1 metre quadrat, produeix a través d'aquesta superfície un flux magnètic total de 1 weber.
Unitat d'inductància Un henry (H) és la inductancia eléctrica d'un circuit tancat en el qual es produeix una força electromotriu de 1 volt, quan el corrent elèctric que recorre el circuit varia uniformement a raó d'un ampere per segon.

 

Unitats SI derivades expressades a partir de les que tenen noms especiales

Magnitud Nom Símbol Expressió en unitats SI bàsiques
Viscositat dinàmica pascal segon Pa·s m-1·kg·s-1
Entropia joule per kelvin J/K m2·kg·s-2·K-1
Capacitat tèrmica màssica joule per kilogram kelvin J/(kg·K) m2·s-2·K-1
Conductivitat tèrmica watt per metre kelvin W/(m·K) m·kg·s-3·K-1
Intensitat del camp elèctric volt per metre V/m m·kg·s-3·A-1

 

Unitat de viscositat dinàmica Un pascal segon  (Pa·s) és la viscositat dinàmica d'un fluid homogeni, en el qual el moviment rectilini i uniforme d'una superfície plana de 1 metre quadrat dóna lloc a una força retardadora de 1 newton, quan hi ha una diferència de velocitat de 1 metre per segon entre dos plans paral·lels separats per 1 metre de distància.
Unitat d'entropia Un joule per kelvin (J/K) és l'augment d'entropia d'un sistema que rep una quantitat de calor de 1 joule, a la temperatura termodinàmica constant de 1 kelvin, sempre que en el sistema no tinga lloc cap transformació irreversible.
Unitat de capacitat tèrmica màssica Un joule per kilogram kelvin (J/(kg·K)) és la capacitat tèrmica màssica d'un cos homogeni d'una massa de 1 kilogram, en el qual l'aport d'una quantitat de calor d'un joule produeix una elevació de temperatura termodinàmica de 1 kelvin.
Unitat de conductivitat tèrmica Un watt per metre kelvin  (W/(m·K)) és la conductivitat térmica d'un cos homogeni i isòtrop, en el que una diferència de temperatura de 1 kelvin entre dos plans paral·lels, d'àrea 1 metre quadrat i distants 1 metre, produeix entre aquestos plans un flux tèrmic de 1 watt.
Unitat d'intensitat de camp elèctric Un volt per metre (V/m) és la intensitat d'un camp elèctric que fa una força de 1 newton sobre un cos carregat amb una quantitat d'electricitat de 1 coulomb.

 

Noms i símbols especials de múltiples i submúltiples decimals d'unitats SI autoritzades

Magnitud Nom Símbol Relació
Volum litre l o L 1 dm3
= 10-3 m3
Massa tona t 103 kg
Pressió i tensió bar bar 105 Pa

 

Unitats definides a partir de les unitats SI, però que no són múltiples o submúltiples decimals d'aquestes unitats

Magnitud Nom Símbol Relació
Angle pla volta   1 vuelta
= 2 p rad
  grau º (p/180) rad
  minut d'angle ' (p /10800) rad
  segon d'angle " (p /648000) rad
temps minut min 60 s
  hora h 3600 s
  día d 86400 s

 

Unitats en ús amb el Sistema Internacional, el valor de les quals en unitats SI s'ha obtingut experimentalment

Magnitud Nom Símbol Valor en unitats SI
Massa unitat de massa atòmica u 1,6605402 10-27 kg
Energia electronvolt eV 1,60217733 10-19 J

 

Múltiples i submúltiples decimals

Factor

Prefix

Símbol

Factor

Prefix

Símbol

1024

yotta

Y

10-1

deci

d

1021

zeta

Z

10-2

centi

c

1018

exa

E

10-3

mili

m

1015

peta

P

10-6

micro

μ

1012

tera

T

10-9

nano

n

109

giga

G

10-12

pico

p

106

mega

M

10-15

femto

f

103

kilo

k

10-18

atto

a

102

hecto

h

10-21

zepto

z

101

deca

da

10-24

yocto

y

 

Escriptura dels símbols

Els símbols de les Unitats SI, amb rares excepcions, com ara el cas de l'ohm (Ω), s'expressen amb caràcters romans, en general amb minúscules; tanmateix, si aquestos símbols corresponen a unitats derivades de noms propis, la seua lletra inicial és majúscula. Per exemple, A de ampere, J de joule.

Els símbols no van seguits de punt, ni prenen la s per al plural. Per exemple, s'escriu 5 kg   i no 5 kgs

Quan el símbol d'un múltiple o d'un submúltiple d'una unitat du exponent, aquest afecta no solament la part del símbol que designa la unitat, sinó al conjunt del símbol. Per exemple, km2 significa (km)2, àrea d'un quadrat que té un km de costat, o siga 106 metres quadrats, i mai k(m2), el que correspondria a 1000 metres quadrats.

El símbol de la unitat segueix al símbol del prefix, sense espaci. Per exemple, cm, mm, etc.

El producte dels símbols de de dues o més unitats s'indica amb preferència per mitjà d'un punto, com el símbol de multiplicació. Per exemple, newton-metre es pot escriure N·m Nm; mai, però, mN, que significa milinewton.

Quan una unitat derivada siga el quocient d'altres dues, es pot utilitzar la barra oblíqua (/), la barra horitzontal o bé potències negatives, per tal d'evitar el denominador:

No s'ha d'introduir en una mateixa línia més d'una barra oblíqua, a menys que s'afegisquen parèntesi, a fi d'evitar tota ambigüetat. En els casos complexos es poden utilitzar parèntesis o potències negatives:

m/s2  o bé   m·s-2   però no    m/s/s
(Pa·s)/(kg/m3)       però no     Pa·s/kg/m3

Els noms de les unitats deguts a noms propis de científics eminents s'han d'escriure amb ortografia idèntica que el nom d'aquestos, però amb minúscula inicial.

Els noms de les unitats prenen una s en el plural (exemple, 10 newtons) llevat dels que acaben en s, x o z.

En els nombres, la coma s'utilitza tan sols per a separar la part entera de la decimal. Per a facilitar la lectura, els nombres poden estar dividits en grups de tres xifres (a partir de la coma, si n'hi ha); aquestos grups no se separen per punts ni comes. La separació en grups no s'utilitza per als nombres de quatre xifres que designen un any.

 

 

Referències

Reial Decret 1317/1989, de 27 d'octubre, pel qual s'estableixen les Unitats Legales de mesura.

Muleroia Suero M.A., Vielbaia Cuadros F. El Sistema Internacional de Unidades ... en el supermercado. Revista Española de Física, vol 16, núm. 5, 2002, pàgs. 41-45.