Gratis: Nomenclatura de unidades y variables físicas

Como en toda área del saber, existen estándares que deben ser respetados y es mejor que los conozcan antes de iniciar para que podamos trabajar apegados a la norma.

Existen dos entes que han definido la forma de trabajar de la física:

  • 1) Las normas ISO.
  • 2) El sistema internacional de unidades.Ambos son vistos de forma resumida para que sea de fácil acceso a estudiantes de secundaria.
  • 1) Normas ISO.

    Esta es la principal estandarización que afecta a la física.

    Las normas ISO sirven para definir estándares internacionales en muchos campos, por ejemplo, las lenguas (ISO 639)3 , las monedas (ISO 4217)4 , los nombres de los países (ISO 3166)5 , las cantidades, unidades y elementos químicos (ISO 31/1000/80000)6-8, los signos matemáticos (ISO 31-11/80000-2)9,10, el vocabulario y los símbolos estadísticos (ISO 3534), la física es una de ellas y aquí tenemos al menos estos estándares:

ISO 31-7:1992, Quantities and units — Part 7: Acoustics.
ISO 639-1:2002, Codes for the representation of names of languages — Part 1: Alpha-2 code.
ISO 690:2010, Information and documentation — Guidelines for bibliographic references and citations to information resources.
ISO 3166-1:2006, Codes for the representation of names of countries and their subdivisions — Part 1: Country codes.
ISO 3166-2:2007, Codes for the representation of names of countries and their subdivisions — Part 2: Country subdivision code.
ISO 3166-3:1999, Codes for the representation of names of countries and their subdivisions — Part 3: Code for formerly used names of countries.
ISO 7027:1999, Water quality — Determination of turbidity.
ISO/IEC 9973, Information technology — Computer graphics, image processing and environmental data representation — Procedures for registration of items.
ISO/IEC 10646:2012, Information technology — Universal Coded Character Set (UCS).
ISO/IEC 11578:1996, Information technology — Open Systems Interconnection — Remote Procedure Call (RPC).
ISO/IEC/IEEE 60559:2011. Information technology – Microprocessor Systems – Floating-Point arithmetic.
ISO 80000, Quantities and units.
ISO 80000-1:2009(E), Quantities and units — Part 1: General.
ISO 80000-3:2006(E), Quantities and units — Part 3: Space and time.
ISO 80000-4:2006(E), Quantities and units — Part 4: Mechanics.
ISO 80000-5:2007(E), Quantities and units — Part 5: Thermodynamics.
IEC 80000-6:2008(E), Quantities and units — Part 6: Electromagnetism.
ISO 80000-7:2008(E), Quantities and units — Part 7: Light.
ISO 80000-8:2007(E), Quantities and units — Part 8: Acoustics.
ISO 80000-9:2009(E), Quantities and units — Part 9: Physical chemistry and molecular physics.
ISO 80000-10:2009(E), Quantities and units — Part 10: Atomic and nuclear physics.
ISO 80000-12:2009(E), Quantities and units — Part 12: Solid state physics.
IEC 80000-13:2008(E), Quantities and units — Part 13: Information science and technology.

Referencia: http://standards.sedris.org/18025/text/references.html consultada 1 octubre 2018.

 

Primero diferenciemos bien una variable de una unidad.
La variable es el identificador que se debe usar para la «magnitud» dada. La unidad es la forma como se mide la magnitud.
Por ejemplo:

Cantidad: Velocidad
Variable: v
Unidad: m/s

En varios ISO  se define la forma como se escriben “las variables” físicas, por ejemplo la variable de rapidez (v), de distancia(d) etc.

Aquí se expone un resumen de algunas variables.

De acuerdo a algunos ISO 80000 a que el autor tuvo acceso (es muy restringido y difícil de conseguir) las variables que más competen a física en secundaria son:

Variable Símbolo Nota
momentum p Minúscula
fuerza F Mayúscula
peso Fg F mayúscula con subídice g minúscula.
constante gravitacional G Mayúscula.
impulso I Mayúscula.
distancia d Minúscula
Velocidad v Minúscula
Aceleración a minúscula
Presión P Mayúscula
Trabajo W Mayúscula
Voltaje V Mayúscula
Tiempo t Minúscula
Corriente I Mayúscula
Potencia P Mayúscula

De la estandarización de otras variables no encuentro referencias disponibles, por eso usaremos los estándares que el docente indique.

Pero también es importante recordar lo señalado por http://www.cem.es/sites/default/files/siu8edes.pdf (consultado 2/11/18): Los nombres y símbolos recomendados para las magnitudes se encuentran en
numerosas obras de referencia, tales como la norma ISO 31 Magnitudes y Unidades, el “libro rojo” de la IUPAP SUNAMCO, Símbolos, Unidades y Nomenclatura en Física, y el “libro verde” de la IUPAC, Magnitudes, Unidades y Símbolos en Química Física. Sin embargo, los símbolos de las magnitudes sólo son recomendaciones, mientras que es obligatorio emplear los símbolos correctos de las unidades. En circunstancias particulares, los autores pueden preferir usar un símbolo de su elección para una magnitud dada, por ejemplo para evitar una confusión resultante del uso del mismo símbolo para dos magnitudes distintas. En esos casos, hay que precisar
claramente qué significa el símbolo» (negrita agregada por este autor).

De modo que existe libertad para usar ciertas variables, por eso de país a país varían, principalmente por el lenguaje o cultura, por ejemplo, en libros cuyo lengua original es el Inglés peso aparece como «w» (Weight) pero en español será «p».

En Costa Rica, la insitución encargada de normar cuál debe ser el uso de variables es el Instituto de Normas Técnicas de Costa Rica (www.inteco.org) al cual ya se le ha hecho una consulta al respecto que está pendiente de respuesta.

 

Referencia:
https://www.fisicalinda.com/wp-content/uploads/2018/10/Rohde-Schwarz-Correct-Usage-Quantities-Units-Equations.pdf

 

2) El S.I.:

El Sistema Internacional de Unidades, ha definido toda la gran cantidad de unidades y patrones con que medimos las cosas, por ejemplo, ha definido que la longitud se mide en metros y el símbolo es una m minúscula, además que a la unidad pueden agregársele prefijos que lo multiplican o dividen, por ejemplo: km = kilómetro lo multiplica pues lo convierte en 1000 metros, mientras que cm = centímetro lo divide pues lo convierte en 0,01 m.

Para Costa Rica la Ley  5292 Artículo 1º.- Se adopta para uso obligatorio en la República, con exclusión de cualquier otro sistema, el Sistema Internacional de Unidades, denominado internacionalmente bajo las siglos «SI», basado en el Sistema Métrico Decimal, en sus unidades básicas, derivadas y suplementarias de medición.

 

Artículo 2º.(*)- Para todo acto legal en que se haga, referencia a mediciones de cualquier tipo, será obligatorio y exclusivo el uso de las unidades de dicho sistema.

 

Los tribunales de justicia o cualquier otra dependencia estatal, no aceptarán los documentos que se les presenten si no se ajustan de cualquier modo a esta disposición.

 

(*) Por resolución de la Sala Constitucional Nº 1420 de las 9:00 hrs. Del 24 de julio de 1991 se INTERPRETO este artículo, en punto a la apreciación de los documentos descriptivos del equipo que se acompañan a la propuesta, en materia de licitaciones públicas, «… en el sentido de que la utilización del Sistema Internacional de Medidas que esa norma impone, no es aplicable a la literatura técnica y anexos emanados del fabricante…»

 

Artículo 5º.- Los empaques, envases y etiquetas, deben expresar la capacidad, longitud, superficie, volumen, peso o cualquier otra característica del producto que constituya la base principal sobre la cual se expende.

La medida deberá expresarse en unidades del sistema a que se refiere esta ley, pero podrá utilizarse conjuntamente cualquier otro sistema de medidas. Se exceptúan aquellos casos en que para el expendio o el consumo, o para ambos, no sea determinante ni de interés la fijación de la medida.


Más información en: http://www.pgrweb.go.cr/scij/Busqueda/Normativa/Normas/nrm_texto_completo.aspx?param1=NRTC&nValor1=1&nValor2=5650&nValor3=5994&strTipM=TC

 

Otros aspectos a considerar:

    1. Los nombres de las unidades se escriben con minúscula inicial, con caracteres rectos (con raras excepciones como el caso del ohm) independientemente del tipo de letra usado: metro, newton, kilogramo, hercio, vatio, faradio, milibar,… Se exceptúa Celsius en «grado Celsius».
    2. Para los nombres de las unidades son aceptables sus denominaciones castellanizadas de uso habitual siempre que estén reconocidos por la Real Academia Española. Por ejemplo: amperio, culombio, faradio, hercio, julio, ohmio, voltio, watio, … La RAE prefiere para el newton la forma españolizada: neutonio.
    3. Los nombres de las unidades toman una s en el plural, salvo que terminen en s, x o z. Por ejemplo: 10 newtons, 3 pascals. Se siguen las reglas gramaticales de formación del plural, aunque pueda sonar «raro»: 10 newtones, 3 pascales.
    4. Los símbolos de las unidades se escriben, en general, con letra minúscula, pero si el nombre de la unidad deriva de un nombre propio, el símbolo se escribe con mayúscula inicial: m (metro); N (newton); kg (kilogramo); Hz (hercio); W (vatio).
    5. Los símbolos no van seguidos de punto (salvo exigencias de la puntuación normal, como al final de una frase) ni toman s para el plural:
    6. Entre las unidades básicas del SI, la unidad de masa, kilogramo, es la única cuyo nombre, por razones históricas, contiene un prefijo; su símbolo sigue las reglas normales de formación de múltiplos: kg.
    7. Cuando se coloca un prefijo delante del símbolo de la unidad, sin espacio intermedio, la combinación se considera como un símbolo único, que puede elevarse al cuadrado sin necesidad de paréntesis:
    8. El símbolo de la unidad sigue al símbolo del prefijo, sin espacio: ms (milisegundo) y no m s.
    9. El producto de los símbolos de dos o más unidades se indica con preferencia por medio de un punto, como símbolo de multiplicación o un espacio entre ambos. Dicho punto puede ser suprimido en caso de que no sea posible la confusión con otro símbolo de unidad. Por ejemplo: newton por metro se puede escribir N.m,  o Nm, nunca mN, que significa milinewton.
    10. Cuando una unidad derivada sea el cociente de otras dos, se puede utilizar la barra oblicua (/), la barra horizontal o bien potencias negativas para evitar el denominador y fracción con barra horizontal; puede utilizarse el paréntesis de modo que se eviten ambigüedades. No se debe introducir jamás sobre una misma línea más de una barra oblicua, a menos que se añadan paréntesis, a fin de evitar toda ambigüedad. En los casos complejos pueden utilizarse paréntesis o potencias negativas. Así se escribirá:

    11. El símbolo de un prefijo se considera combinado con el símbolo de la unidad a la cual está directamente ligado, sin espacio intermedio (ms y no m s), formando así el símbolo una nueva unidad, que puede estar afectada de un exponente positivo o negativo y que se puede combinar con otros símbolos de unidades para formar símbolos de unidades compuestas. Ejemplo:
    12. No deben usarse prefijos dobles:
      ns (nanosegundo) en lugar de mms (milimicrosegundo)
      Gm (gigametro) en lugar de kMm (kilomegametro)
    13. El múltiplo o submúltiplo puede ser elegido habitualmente de tal manera que el valor numérico esté comprendido entre 0,1 y 1000. En el caso de una unidad compuesta que contenga una unidad al cuadrado o al cubo, esto no es siempre posible:
      100 000 000 g = 100 Mg = 0,1 Gg
      12 000 N = 12 kN
      0,001 23 m = 1,23 mm
      Más detalles: https://www.fisicalinda.com/lessons/el-uso-correcto-de-los-numeros-en-fisica/
    14. Cuando se necesiten usar prefijos multiplicativos en unidades compuestas por división, se recomienda que el prefijo esté ligado a la unidad del denominador:
    15. Los nombres de los múltiplos y submúltiplos decimales de la unidad de masa, kg, se forman anteponiendo prefijos a la palabra «gramo» y sus símbolos al símbolo g y nunca a la palabra «kilogramo»:

 

Otras recomendaciones:

  • Se recomienda que el signo para multiplicar dos números sea un punto centrado entre ambos números, a media altura o bajo.
    El símbolo x se utiliza para el producto de magnitudes vectoriales. Entre números puede utilizarse siempre que no dé lugar a confusión con la letra x. A este respecto la norma UNE 82100 en su página 18 dice:

Notas.
Cuando se emplea un punto a media altura de la línea como símbolo de la multiplicación, debe emplearse una coma como signo decimal.

Cuando se emplea un punto como signo decimal, debe emplearse un aspa como símbolo de la multiplicación.

 

  • Se recomienda que el signo para dividir dos números sea la raya horizontal, la inclinada o el exponente negativo, no debiendo utilizarse «:» o el símbolo «÷» usado en las calculadoras y nunca la palabra «partido» o la palabra «por» para escribir un cociente o división, como «litros por segundo» cuando en realidad quiere decir «litros/s».MUY IMPORTANTE:
  • El signo para separar la parte entera de la parte decimal de un número será una coma, tal y como indica la norma UNE 82100-0 en su página 18:

 

3.3.2. Signo decimal. El signo decimal es una coma en la parte baja de la línea.

 

Así, lo correcto, de acuerdo a norma, es escribir 34,56 en lugar de 34’56 ó 34.56.

 

Para quienes escriben en inglés la norma da la siguiente:

 

Nota. En los textos en inglés puede utilizarse un punto en lugar de una coma. Si se utiliza un punto deberá ir en la parte baja de la línea. Según una decisión del Consejo de la ISO, el signo decimal es una coma en todos sus documentos.
Referencia: http://flusqui.webs.uvigo.es/fad%20documentos/Si%20Unidades.pdf consultada 01 octubre 2018.
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidades/unidades.htm consultada 01 octubre 2018.

Más detalles: https://www.fisicalinda.com/lessons/el-uso-correcto-de-los-numeros-en-fisica/

 

Las unidades básicas del S.I.

 

Pero, ciertamente, hacen falta unidades para medir infinidad de objetos más, para ello generalmente se emplean unidades derivadas, (combinaciones de las anteriores unidades).

Por ejemplo, al dividir la unidad de distancia  y la de tiempo obtenemos la unidad de velocidad, que es m/s.

Algunas unidades derivadas son:

 

A cualquier unidad se le puede agregar un prefijo que lo multiplica o divide, los prefijos más comunes son:

Cuadro #3. Factor de conversión de los prefijos (múltiplos y submúltiplos).

 

Nombre Símbolo Valor Exponencial Valor decimal
Tera T 1×1012 1 000 000 000 000
Giga G 1×109 1 000 000 000
Mega M  1×106 1 000 000
Kilo k 1×103 1 000
Hecto h 1×102 100
Deca da 1×101 10
Deci d 1×10-1 0.1
Centi c 1×10-2 0.01
Mili m 1×10-3 0.001
Micro µ 1×10-6 0.000 001
Nano n 1×10-9 0.000 000 001
Pico ρ 1×10-12 0.000 000 000 001