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Conversión de unidades del sistema imperial

De Laplace

Contenido

1 Enunciado

Exprese las siguientes unidades del sistema imperial (británico) en el sistema internacional, sabiendo que 1 pulgada = 2.54 cm y que 1 libra = 0.4536 kg:

  1. 1 pie = 12 pulgadas
  2. 1 yarda = 3 pies
  3. 1 milla = 1760 yardas
  4. 1 acre = rectángulo de 220 yardas por 22 yardas
  5. 1 libra-fuerza = peso de una libra
  6. 1 psi = 1 libra/pulgada²
  7. 1 piedra = 14 libras

2 Pie

La longitud del pie (foot, pl. feet, ft) equivale a multiplicar la cantidad de pulgadas (inches, in) por la longitud de cada una.

1\,\mathrm{ft} = 12\,\mathrm{in}\times\frac{2.54\,\mathrm{cm}}{1\,\mathrm{in}} = 30.48\,\mathrm{cm}= 0.3048\,\mathrm{m}

Originalmente el pie era la unidad básica de longitud en el sistema imperial, pero hoy día se define a partir de la yarda o de la pulgada. El pie sigue en uso en el habla habitual en el Reino Unido y los Estados Unidos para referirse sobre todos a alturas (“mide 5'9"” que quiere decir que mide 5 pies y 9 pulgadas, esto es, unos 175 cm) y altitudes (“el avión vuela a 30000 pies”, que son unos 9000 m).

Como regla básica para pasar de pies a metros simplemente se divide por 3. Si se quiere una mayor precisión (ya que la anterior solo nos da una cifra significativa) la proporción es 33 pies = 10 metros.

3 Yarda

Multiplicando por 3 el resultado anterior obtenemos la longtitud ee la yarda (yard, yd)

1\,\mathrm{yd} = 3\,\mathrm{ft}\times\frac{12\,\mathrm{in}}{1\,\mathrm{ft}} \times\frac{2.54\,\mathrm{cm}}{1\,\mathrm{in}} = 91.44\,\mathrm{cm}= 0.9144\,\mathrm{m}

Este resultado es exacto ya que es la definición oficial de la yarda, que se relaciona con los estándares del Sistema Internacional (lo cual es muy importante a la hora de comparar medidas o especificaciones técnicas).

Como regla básica de conversión es en primera aproximación 1 yarda = 1 metro. Más preciso, es 11 yardas = 10 metros.

La yarda se usa habitualmente para medidas de distancias horizontales moderadas (dimensiones de una casa o de una parcela, por ejemplo). Relacionada con la yarda está la braza (fathom) equivalente a 2 yardas (1.8288 m) que se emplea para medir profundidades (“Mark Twain” significa “profundidad de dos brazas”).

4 Milla

Multiplicando de nuevo obtenemos la longud de una milla (mile, mi) en el SI

1\,\mathrm{mi} = 1760\,\mathrm{yd}\times\frac{0.9144\,\mathrm{m}}{1\,\mathrm{yd}} = 1609.34\,\mathrm{m}

Como regla básica diríamos que 5 millas son 8 kilómetros (y por tanto, las 70 mph que tienen en muchos estados de los E.E.U.U. equivalen a algo más de 110 km/h)

Archivo:limites-velocidad-usa.png

No hay que confundir esta milla (o milla terrestre) con la milla náutica usada en navegación y que vale exactamente 1852 m.

5 Acre

El acre es la medida usual de superficies agrarias en los Estados Unidos (no en el reino Unidos). Su extraña definición rectangular se debe a la longitud de los surcos de un campo cultivado. Su equivalencia en el SI es

1\,\mathrm{acre} = 220\,\mathrm{yd}\times 22\,\mathrm{yd} = 4840\,\mathrm{yd}^2\times\left(\frac{0.9144\,\mathrm{m}}{1\,\mathrm{yd}}\right)^2 = 4046.86\,\mathrm{m}^2

Como estimación diríamos que un acre es algo menos de media hectárea (1 ha = 10000 m²). Más preciso sería decir que 5 acres equivalen a unas 2 hectáreas,

6 Libra-fuerza

Para obtener el peso de una libra (pound, lb) multiplicamos por el valor estándar de la aceleración de la gravedad

1\,\mathrm{lbf} = 1\,lb\times\frac{0.4536\,\mathrm{kg}}{1\,\mathrm{lb}}\times 9.80665\,\frac{\mathrm{N}}{\mathrm{kg}} \simeq 4.45\,\mathrm{N}

El valor exacto es

1\,\mathrm{lbf} = 1\,lb\times\frac{0.45359237\,\mathrm{kg}}{1\,\mathrm{lb}}\times 9.80665\,\frac{\mathrm{N}}{\mathrm{kg}} \simeq 4.4482216152605\,\mathrm{N}

En el uso habitual no se distingue entre libra como unidad de peso y como unidad de masa, siendo el contexto el que define la unidad (del mismo modo que nosotros decimos “pesa 80 kg”).

7 Psi

El psi es una unidad de presión, y equivale a la que ejerce una libra-fuerza sobre una superficie de una pulgada cuadrada. En el sistema internacional es igual a

No se pudo entender (Falta el ejecutable de <strong>texvc</strong>. Por favor, lea <em>math/README</em> para configurarlo.): 1\,\mathrm{psi}= \frac{1\,\mathrm{lbf}}{1\,\mathrm{in}^2}\times \frac{4.448\,\mathrm{N}}{1\,\mathrm{lbf}\times\left(\frac{1\,\mathrm{in}}{2.54\,\mathrm{cm}\right)^2\times\left(\frac{100\,\mathrm{cm}}{1\,\mathrm{m}\right)^2 = 6894.76\,\frac{\mathrm{N}}{\mathrm{m}^2}=6894.76\,\mathrm{Pa}

donde Pa representa al pascal, la unidad SI de presión.

Dado que una atmósfera equivale a 101325 pascales se deduce que una 1&thinsP,atm = 14.7 psi.

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