# Física/Sistema Internacional de Unidades (SI)

El Sistema Internacional de Unidades (en francés Système international d'unités) o Sistema Internacional (abreviado SI) está constituido por siete unidades básicas o fundamentales: metro, kilogramo, segundo, kelvin, ampere o amperio, mol y candela, que definen las magnitudes físicas fundamentales que han sido elegidas por convención desde la Convención del Metro.
El Sistema Internacional tiene como antecedente el sistema métrico decimal.

### Revisión de 2018 del SI

En la revisión de 2018 del SI, se cambiaron las definiciones de cuatro de las unidades básicas del SI: el kilogramo, el ampere, el kelvin y el mol.
Sus nuevas definiciones se basan en valores numéricos fijos de la constante de Planck ( h ), la carga elemental ( e ), la constante de Boltzmann ( k ) y la constante de Avogadro ( N$_A$ ), respectivamente.
Con estas nuevas definiciones en términos de constantes universales se elimina la dependencia material y dado que ahora se definen en términos de fenómenos cuánticos, pueden considerarse invariables.
El SI revisado quedó definido como aquel en el que:
* la frecuencia de la transición hiperfina del estado fundamental no perturbado del átomo de cesio 133 ($\Delta \nu _{Cs}$) es igual a 9 192 631 770 Hz
* la velocidad de la luz en el vacío ($c$) es igual a 299 792 458 m/s
* la constante de Planck ($h$) es igual a 6.626 070 15 × 10$^{-34}$ J·s
* la carga elemental ($e$) es igual a 1.602 176 634 × 10$^{-19}$ C
* la constante de Boltzmann ($k$) es igual a 1.380 649 × 10$^{-23}$ J/K
* la constante de Avogadro ($N_{\text{A}}$) es igual a 6.022 140 76 × 10$^{23}$ mol$^{-1}$
* la eficacia luminosa de la radiación monocromática de ($K_{\text{cd}}$) es 683 igual a lm/W
El Sistema Internacional de Unidades (SI): Unidades base o fundamentales
| Magnitud base | Magnitud base | Unidad | Unidad |
| Nombre | Símbolo típico | Nombre | Símbolo |
| tiempo | t | segundo | s |
| longitud | l, x, r, etc. | metro | m |
| masa | m | kilogramo | kg |
| corriente eléctrica | I, i | ampere | A |
| temperatura termodinámica | T | kelvin | K |
| Cantidad de sustancia | n | mol | mol |
| Intensidad luminosa | I$_v$ | candela | cd |
Todas las demás unidades del SI se pueden derivar de éstas, realizando operaciones entre ellas o por elevarse a algún exponente.
Por ejemplo: la unidad de energía es el joule, cuyo símbolo es J, que es una unidad derivada de la combinación de kg, m, s.

### Nuevas definiciones
#### Datos interesantes

Las unidades del SI son la referencia internacional de las indicaciones de todos los instrumentos de medida, y a las que están referidas a través de una cadena interrumpida de calibraciones o comparaciones.
El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas, también denominadas unidades fundamentales, que definen a las correspondientes magnitudes físicas fundamentales, que han sido elegidas por convención, y que permiten expresar cualquier magnitud física en términos o como combinación de ellas.
Las magnitudes físicas fundamentales se complementan con dos magnitudes físicas más, denominadas suplementarias.
Este sistema se basa en el llamado MKS cuyas iniciales corresponden a metro, kilogramo y segundo. El Sistema Internacional tiene como magnitudes y unidades fundamentales las siguientes:
* para longitud al metro (m),
* para masa al kilogramo (kg),
* para tiempo el segundo (s),
* para temperatura al kelvin (K),
* para intensidad de corriente eléctrica al amperio (A),
* para la intensidad luminosa la candela (cd) y
* para cantidad de sustancia el mol (mol).

## Unidades fundamentales
### Metro

La unidad fundamental de longitud (m) del sistema métrico se definió originalmente en términos de la distancia desde el polo Norte hasta el Ecuador. En esa época se creía que esta distancia era de 10 000 kilómetros.
Se determinó con cuidado la diezmillonésima parte de esa distancia y se marcó haciendo rayas a una barra de aleación de platino-iridio. Esta barra se guarda en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, en Francia.
Desde entonces, se ha calibrado el metro patrón de Francia en términos de longitud de onda de luz; es 1 650 763.73 veces la longitud de onda de la luz anaranjada emitida por los átomos de kriptón 86 gaseoso. Ahora se define al metro como la longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1/299 792 458 de segundo.

### Kilogramo

El kilogramo (kg) es la unidad básica de masa y su patrón es un cilindro de platino, que también se conserva en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, en Francia. El kilogramo equivale a 1000 gramos. Un gramo es la masa de 1 centímetro cubico (cm³) de agua a una temperatura de 4° Celsius.
Desde 2019 se define al fijar el valor numérico de la constante de Planck, h, en 6.626 070 15 × 10−34, cuando se expresa en la unidad J·s, igual a kg·m²·s−1, según las definiciones del metro y el segundo . [h=6.626 070 15·10-34 kg·m²/s]
* La libra patrón en función del kilogramo patrón: la masa de un objeto que pesa 1 libra equivale a 0.4536 kilogramos (kg)

### Segundo

La unidad oficial de tiempo (s), para el SI y para el SUEU es el segundo. Hasta 1956 se definía en términos del día solar medio, dividido en 24 horas. Cada hora se divide en 60 minutos, y cada minuto en 60 segundos.
Así, hay 86 400 segundos por día y el segundo se definía como la 1/86 400 parte del día solar medio.
Esto resultó poco satisfactorio, porque la rapidez de rotación de la tierra está disminuyendo de forma gradual.
En 1956 se escogió al día solar medio del año 1900 como patrón para basar el segundo.
En 1964 se definió al segundo, en forma oficial, como la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo'''.

### Amperio

Un amperio es la unidad de la intensidad de corriente (I) . Equivale a la carga en coulomb por segundo.
    $1A={\frac {C}{s}}$

### Kelvin

La unidad fundamental de temperatura (T) lleva su nombre en honor al cientifico William Thomson, Lord Kelvin. Se define al kelvin como la 1/273 parte de la temperatura termodinámica del punto triple del agua (que es el punto fijo en el que coexisten el hielo, el agua líquida y el vapor de agua en equilibrio). Se adoptó esta definición en 1968, al decidir cambiar el nombre grado kelvin (°K) por sólo kelvin (K).

### Mol

Es la cantidad de sustancia (N) de un sistema que contiene 6.022 140 76 × 10$^{23}$ entidades elementales especificadas.
* 1 mol = 6.022 140 76 × 10$^{23}$ unidades elementales

### Candela

Es la intensidad luminosa (Iv), en una dirección dada, de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia 540 × 10$^{12}$ Hz y tiene una intensidad radiante en esa dirección de 1/683 W/sr. Su unidad es la candela cd

## Unidades suplementarias

Además de las unidades básicas hay dos unidades suplementarias.
| Unidad (símbolo) | Magnitud física | Expresión en unidades SI básicas | Definición |
| radián (rad) | ángulo plano | m/m=1 | Es el ángulo plano comprendido entre dos radios de un círculo que, sobre la circunferencia de dicho círculo, interceptan un arco de longitud igual a la del radio. |
| erstereorradián (sr) | ángulo sólido | m²/m²=1 | Es el ángulo sólido que, teniendo su vértice en el centro de una esfer, intercepta sobre la superficie de dicha esfera un área igual a la de un cuadrado que tenga por lado el radio de la esfera. |

## Unidades derivadas

22 unidades derivadas tienen nombres especiales. Para representarlas se pueden usar estos nombres o una expresión algebraica en términos de otras unidades.
Lista completa de las unidades derivadas coherentes del SI con nombre especial :
| Cantidad física | Unidad derivada coherente | Unidad derivada coherente | Unidad derivada coherente | Unidad derivada coherente | Unidad derivada coherente |
| Cantidad física | Nombre | Símbolo | Expresada en otras unidades | Expresada en unidades básicas | Persona a quien hace referencia |
| Unidades de geometría, mecánica y tiempo ||||||
| frecuencia | hercio | Hz | — | s$^{−1}$ | Heinrich Rudolf Hertz |
| fuerza | newton | N | — | m kg s$^{−2}$ | Isaac Newton |
| presión | pascal | Pa | N/m² | m$^{−1}$ kg s$^{−2}$ | Blaise Pascal |
| energía (incluyendo calor) | julio | J | N m | m² kg s$^{−2}$ | James Prescott Joule |
| potencia y flujo radiante | vatio | W | J/s | m² kg s$^{−3}$ | James Watt |
| Unidades electromagnéticas ||||||
| carga eléctrica | culombio | C | — | s$\cdot$A | Charles-Augustin de Coulomb |
| tensión eléctrica y diferencia de potencial | voltio | V | W/A | m² kg s$^{−3}$ A$^{−1}$ | Alessandro Volta |
| capacitancia | faradio | F | C/V | m$^{−2}$ kg$^{−1}$ s$^4$ A$^2$ | Michael Faraday |
| resistencia eléctrica | ohmio | Ω | V/A | m² kg s$^{−3}$ A$^{−2}$ | Georg Simon Ohm |
| conductancia eléctrica | siemens | S | A/V | m$^{−2}$ kg$^{−1}$ s³ A$^2$ | Werner von Siemens |
| flujo magnético | weber | Wb | V s | m² kg s$^{−2}$ A$^{−1}$ | Wilhelm Eduard Weber |
| campo magnético/(densidad de flujo magnético) | tesla | T | Wb/m² | kg s$^{−2}$ A$^{−1}$ | Nikola Tesla |
| inductancia | henrio | H | Wb/A | m² kg s$^{−2}$ A$^{−2}$ | Joseph Henry |
| Unidades de termodinámica y química ||||||
| temperatura Celsius | grado Celsius | °C | — | K | Anders Celsius |
| actividad catalítica | katal | kat | — | s$^{−1}$ mol | — |
| Unidades radiológicas ||||||
| actividad de un radionucleido | bequerelio | Bq | — | s$^{−1}$ | Henri Becquerel |
| dosis absorbida | gray | Gy | J/kg | m² s$^{−2}$ | Louis Harold Gray |
| dosis equivalente | sievert | Sv | J/kg | m² s$^{−2}$ | Rolf Sievert |
| Unidades de fotometría ||||||
| flujo luminoso | lumen | lm | cd sr | cd 4π | — |
| iluminancia | lux | lx | lm/m² | m$^{−2}$ cd 4π | — |

## Unidades que no pertenecen al SI pero se aceptan para su uso dentro de este

El BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) declara que las siguientes unidades, que no pertenecen al SI, se permiten para su uso con el SI.
| Magnitud | Unidad | Unidad | Unidad |
| Magnitud | Nombre | Símbolo | Valor expresado en unidades del SI |
| masa | tonelada | t | 1 t = 1 Mg = 1000 kg |
| volumen | litro | L, l | 1 L = 1 dm³ = 0.001 m³ |
| superficie | área | a | 1 a = 1 dm² = 100 m² |
| superficie | hectárea | ha | 1 ha = 100 a = 10 000 m² |
| ángulo plano | grado sexagesimal | ° | 1° = (π/180) rad |
| ángulo plano | minuto de arco | ′ | 1′ = (1/60)° = (π/10800) rad |
| ángulo plano | segundo de arco | ″ | 1′′ = (1/60)′ = (π/648 000) rad |
| tiempo | minuto | min | 1 min = 60 s |
| tiempo | hora | h | 1 h = 60 min = 3600 s |
| tiempo | día | d | 1 d = 24 h = 86 400 s |

## Prefijos del Sistema Internacional

| 10$^n$ | Prefijo | Símbolo | Escala corta | Escala larga | Equivalencia decimal en los prefijos del Sistema Internacional | Asignación |
| 10$^{30}$ | quetta- | Q | Nonillón | Quintillón | 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 | 2022 |
| 10$^{27}$ | ronna- | R | Octillón | Mil cuatrillones | 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 | 2022 |
| 10$^{24}$ | yotta- | Y | Septillón | Cuatrillón | 1 000 000 000 000 000 000 000 000 | 1991 |
| 10$^{21}$ | zetta- | Z | Sextillón | Mil trillones | 1 000 000 000 000 000 000 000 | 1991 |
| 10$^{18}$ | exa- | E | Quintillón | Trillón | 1 000 000 000 000 000 000 | 1975 |
| 10$^{15}$ | peta- | P | Cuatrillón | Mil billones | 1 000 000 000 000 000 | 1975 |
| 10$^{12}$ | tera- | T | Trillón | Billón | 1 000 000 000 000 | 1960 |
| 10$^9$ | giga- | G | Billón | Mil millones / Millardo | 1 000 000 000 | 1960 |
| 10$^6$ | mega- | M | Millón | Millón | 1 000 000 | 1960 |
| 10$^3$ | kilo- | k | Mil / millar | Mil / millar | 1 000 | 1795 |
| 10$^2$ | hecto- | h | Cien / centena | Cien / centena | 100 | 1795 |
| 10$^1$ | deca- | da | Diez / decena | Diez / decena | 10 | 1795 |
| 10$^0$ | Sin prefijo | Sin prefijo | Uno / unidad | Uno / unidad | 1 | |
| 10$^{−1}$ | deci- | d | Décimo | Décimo | 0.1 | 1795 |
| 10$^{−2}$ | centi- | c | Centésimo | Centésimo | 0.01 | 1795 |
| 10$^{−3}$ | mili- | m | Milésimo | Milésimo | 0.001 | 1795 |
| 10$^{−6}$ | micro- | µ | Millonésimo | Millonésimo | 0.000 001 | 1960 |
| 10$^{−9}$ | nano- | n | Billonésimo | Milmillonésimo | 0.000 000 001 | 1960 |
| 10$^{−12}$ | pico- | p | Trillonésimo | Billonésimo | 0.000 000 000 001 | 1960 |
| 10$^{−15}$ | femto- | f | Cuatrillonésimo | Milbillonésimo | 0.000 000 000 000 001 | 1964 |
| 10$^{−18}$ | atto- | a | Quintillonésimo | Trillonésimo | 0.000 000 000 000 000 001 | 1964 |
| 10$^{−21}$ | zepto- | z | Sextillonésimo | Miltrillonésimo | 0.000 000 000 000 000 000 001 | 1991 |
| 10$^{−24}$ | yocto- | y | Septillonésimo | Cuatrillonésimo | 0.000 000 000 000 000 000 000 001 | 1991 |
| 10$^{−27}$ | ronto- | r | Octillonésimo | Milcuatrillonésimo | 0.000 000 000 000 000 000 000 000 001 | 2022 |
| 10$^{−30}$ | quecto- | q | Nonillonésimo | Quintillonésimo | 0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 001 | 2022 |