Guía completa del Sistema Internacional, Sistema Métrico, CGS y Sistema Inglés — con tablas comparativas, conversiones y ejemplos prácticos.
Un sistema de unidades es un conjunto de unidades de medida definidas y relacionadas entre sí que permite expresar cualquier magnitud física de forma coherente. Sin un sistema de unidades común, sería imposible comparar resultados científicos o construir tecnología que funcione en diferentes países.
En esta guía aprenderás cuáles son los principales sistemas de unidades en física — el Sistema Internacional (SI), el Sistema Métrico Decimal (MKS), el Sistema Cegesimal (CGS) y el Sistema Inglés — cuáles son sus unidades fundamentales y cómo convertir entre ellos.
Al final encontrarás nuestra ficha descargable en PDF con todos los sistemas de unidades resumidos en una sola hoja, ideal para tener a mano mientras estudias.
¿Qué es un sistema de unidades y por qué es importante?
En física, una magnitud es cualquier propiedad que se puede medir: longitud, masa, tiempo, temperatura, velocidad… Para expresar el valor de una magnitud necesitamos dos cosas: un número y una unidad. Por ejemplo, «5 metros» o «70 kilogramos».
Un sistema de unidades organiza todas estas unidades de forma coherente, definiendo un conjunto de unidades base (las más fundamentales) y a partir de ellas derivando todas las demás. Esto garantiza que los cálculos sean consistentes y que los resultados se puedan reproducir en cualquier parte del mundo.
Hoy existen varios sistemas de unidades en uso. El más extendido a nivel mundial es el Sistema Internacional de Unidades (SI), adoptado oficialmente por casi todos los países. Sin embargo, en física también encontrarás el sistema CGS, el sistema técnico y el sistema inglés — especialmente en textos antiguos o en países anglosajones.
Sistema Internacional de Unidades (SI) — el más usado en física
El Sistema Internacional de Unidades, abreviado como SI, es el sistema de medida más completo y universalmente aceptado. Fue adoptado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas y está basado en 7 magnitudes fundamentales, cada una con su unidad base.
Todas las demás unidades del SI se derivan de estas 7 unidades base mediante operaciones matemáticas simples. Por ejemplo, la unidad de velocidad (m/s) se deriva de la longitud (m) y el tiempo (s).
Sistema Internacional de Unidades (SI)
Las 7 magnitudes fundamentales del SI y sus unidades base son:
En física de secundaria y bachillerato usarás principalmente las primeras tres: metro, kilogramo y segundo. Por eso al SI también se le llama sistema MKS (Metro-Kilogramo-Segundo).
Unidades derivadas más importantes del SI
A partir de las 7 unidades base, el SI define decenas de unidades derivadas. Estas son las que más usarás en física:
| Magnitud | Unidad | Símbolo | En unidades base |
|---|---|---|---|
| Fuerza | Newton | N | kg·m/s² |
| Energía / Trabajo | Joule | J | kg·m²/s² |
| Potencia | Watt | W | kg·m²/s³ |
| Presión | Pascal | Pa | kg/(m·s²) |
| Velocidad | — | m/s | m/s |
| Aceleración | — | m/s² | m/s² |
| Frecuencia | Hertz | Hz | 1/s |
| Carga eléctrica | Coulomb | C | A·s |
| Voltaje | Volt | V | kg·m²/(A·s³) |
| Resistencia | Ohm | Ω | kg·m²/(A²·s³) |
Ficha descargable — Sistemas de Unidades
Todos los sistemas de unidades resumidos en una sola hoja. Ideal para estudiar e imprimir.
Sistema Cegesimal (CGS) — centímetro, gramo y segundo
El Sistema Cegesimal o CGS (Centímetro-Gramo-Segundo) fue el sistema estándar en física y química durante el siglo XIX y gran parte del XX. Hoy está siendo reemplazado por el SI, pero todavía aparece en textos antiguos, libros de electromagnetismo y algunas ramas de la física teórica.
Sistema Cegesimal (CGS)
Las 3 unidades base del sistema CGS son:
En el sistema CGS, la unidad de fuerza es el dina (equivale a 10⁻⁵ N) y la unidad de energía es el ergio (equivale a 10⁻⁷ J). Son unidades muy pequeñas, lo que lo hace práctico para fenómenos a escala microscópica.
Sistema Imperial o Inglés — pies, libras y segundos
El Sistema Imperial (también llamado sistema inglés o sistema anglosajón) es el sistema de unidades utilizado principalmente en Estados Unidos, el Reino Unido y algunos otros países de habla inglesa. En física internacional está siendo reemplazado por el SI, pero sigue siendo muy común en ingeniería aeroespacial, aviación y la vida cotidiana estadounidense.
Sistema Imperial (Inglés)
Las unidades base del sistema inglés más comunes son:
Otras unidades inglesas comunes: pulgada (in), yarda (yd), milla (mi), onza (oz), galón (gal), BTU (energía). La unidad de fuerza es la libra-fuerza (lbf) y la de presión es el PSI (libras por pulgada cuadrada).
Tabla comparativa entre los sistemas de unidades
Esta tabla te permite ver de un vistazo las diferencias entre los cuatro principales sistemas de unidades para las magnitudes más comunes en física:
| Magnitud | SI (MKS) | CGS | Sistema Inglés |
|---|---|---|---|
| Longitud | metro (m) | centímetro (cm) | pie (ft) |
| Masa | kilogramo (kg) | gramo (g) | libra (lb) |
| Tiempo | segundo (s) | segundo (s) | segundo (s) |
| Fuerza | Newton (N) | dina (dyn) | libra-fuerza (lbf) |
| Energía | Joule (J) | ergio (erg) | BTU / pie·lbf |
| Presión | Pascal (Pa) | barye (Ba) | PSI (lb/in²) |
| Temperatura | Kelvin (K) | Kelvin (K) | Fahrenheit (°F) |
| Potencia | Watt (W) | erg/s | HP (caballo de vapor) |
¿Quieres ver la tabla completa de magnitudes fundamentales del SI con ejemplos? Visita nuestra ficha completa.
Ver magnitudes del SI →Conversiones entre sistemas de unidades — las más usadas
Convertir entre sistemas de unidades es una habilidad esencial en física. Aquí tienes las conversiones más frecuentes entre el SI y el sistema inglés, y entre el SI y el CGS:
Conversiones SI ↔ Sistema Inglés
1 ft = 0.3048 m
1 pulgada = 2.54 cm
1 milla = 1.609 km
1 lb = 0.4536 kg
1 onza = 28.35 g
°F = °C × 9/5 + 32
K = °C + 273.15
1 km/h = 0.278 m/s
1 mph = 1.609 km/h
1 lbf = 4.448 N
1 cal = 4.186 J
1 kWh = 3.6×10⁶ J
Conversiones SI ↔ CGS
1 cm = 0.01 m
1 g = 0.001 kg
1 dina = 10⁻⁵ N
1 ergio = 10⁻⁷ J
Prefijos del Sistema Internacional — múltiplos y submúltiplos
El SI usa una serie de prefijos estándar para expresar múltiplos y submúltiplos de las unidades base. Son los mismos para todas las unidades: metro, gramo, segundo, etc.
| Prefijo | Símbolo | Factor | Ejemplo |
|---|---|---|---|
| Tera | T | 10¹² | 1 Tm = 1 billón de metros |
| Giga | G | 10⁹ | 1 GB = 10⁹ bytes |
| Mega | M | 10⁶ | 1 MHz = 1 millón de Hz |
| Kilo | k | 10³ | 1 km = 1000 m |
| Hecto | h | 10² | 1 hm = 100 m |
| Deca | da | 10¹ | 1 dam = 10 m |
| — (base) | — | 10⁰ | 1 m, 1 g, 1 s |
| Deci | d | 10⁻¹ | 1 dm = 0.1 m |
| Centi | c | 10⁻² | 1 cm = 0.01 m |
| Mili | m | 10⁻³ | 1 mm = 0.001 m |
| Micro | μ | 10⁻⁶ | 1 μm = 10⁻⁶ m |
| Nano | n | 10⁻⁹ | 1 nm = 10⁻⁹ m |
| Pico | p | 10⁻¹² | 1 pF = 10⁻¹² F |
Preguntas frecuentes sobre sistemas de unidades en física
La diferencia principal está en las unidades base que usan. El sistema MKS usa el metro (m), el kilogramo (kg) y el segundo (s), mientras que el sistema CGS usa el centímetro (cm), el gramo (g) y el segundo (s).
Esto hace que las unidades derivadas sean diferentes: la unidad de fuerza en MKS es el Newton (N = kg·m/s²), mientras que en CGS es la dina (dyn = g·cm/s²). 1 N = 100.000 dinas.
El MKS es la base del Sistema Internacional (SI) y es el más usado en física moderna. El CGS aparece principalmente en textos clásicos y en algunas ramas de la física teórica.
El Sistema Internacional de Unidades (SI) tiene exactamente 7 magnitudes fundamentales: longitud (metro), masa (kilogramo), tiempo (segundo), corriente eléctrica (ampere), temperatura termodinámica (kelvin), cantidad de sustancia (mol) e intensidad luminosa (candela).
Todas las demás magnitudes en física — velocidad, fuerza, energía, presión, etc. — son magnitudes derivadas que se expresan como combinaciones de estas 7 unidades base.
El Sistema Internacional se prefiere en ciencia e ingeniería por varias razones. Es un sistema decimal — todas las conversiones son potencias de 10, lo que facilita enormemente los cálculos. Además es el estándar adoptado por casi todos los países del mundo, lo que permite que los resultados científicos sean reproducibles y comparables internacionalmente.
El sistema inglés, en cambio, tiene conversiones arbitrarias (1 pie = 12 pulgadas, 1 milla = 5280 pies) que no siguen ningún patrón lógico y hacen los cálculos más propensos a errores.
Las conversiones entre metros y pies son: 1 metro = 3.281 pies y 1 pie = 0.3048 metros.
Para convertir de metros a pies multiplica por 3.281. Para convertir de pies a metros multiplica por 0.3048. Por ejemplo, 10 metros = 10 × 3.281 = 32.81 pies. Y 6 pies = 6 × 0.3048 = 1.83 metros.
Las magnitudes fundamentales son aquellas que no pueden definirse en términos de otras magnitudes más simples. Son la base del sistema de medida. En el SI hay 7: longitud, masa, tiempo, corriente eléctrica, temperatura, cantidad de sustancia e intensidad luminosa.
Las magnitudes derivadas se obtienen combinando las fundamentales mediante operaciones matemáticas. Por ejemplo, la velocidad = longitud/tiempo (m/s), la fuerza = masa × aceleración (kg·m/s² = N), y la energía = fuerza × distancia (N·m = J).
La unidad de fuerza en el SI es el Newton (N), en honor al físico Isaac Newton. Se define como la fuerza necesaria para acelerar una masa de 1 kilogramo a razón de 1 metro por segundo cuadrado: 1 N = 1 kg·m/s².
En el sistema CGS la unidad de fuerza es la dina: 1 N = 100.000 dinas = 10⁵ dinas. En el sistema inglés se usa la libra-fuerza (lbf): 1 N ≈ 0.2248 lbf.
Conclusión — ¿qué sistema de unidades usar en física?
Si estudias física en secundaria, bachillerato o universidad, la respuesta es clara: usa siempre el Sistema Internacional de Unidades (SI). Es el estándar mundial, facilita los cálculos gracias a su base decimal y es el que encontrarás en todos los libros de física modernos y en los exámenes.
El sistema CGS todavía aparece en algunos textos de física clásica y electromagnetismo, así que conviene conocerlo. Y el sistema inglés es útil saberlo si vas a trabajar con ingeniería aeroespacial o si lees publicaciones de Estados Unidos.
Lo más importante es que siempre trabajes con un sistema de unidades consistente en cada problema. Mezclar unidades de diferentes sistemas — como sumar metros con pies sin convertir — es la fuente de errores más común en física.
Descarga nuestra ficha completa de sistemas de unidades en PDF para tener todos estos datos a mano mientras estudias, o visita nuestra tabla de magnitudes fundamentales del SI para profundizar en las 7 magnitudes base.
Recursos relacionados en formuladefisica.com
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Descargar PDF gratis → Ver magnitudes del SI →Referencias
- Serway, R. & Jewett, J. — Física para Ciencias e Ingeniería (Vol. 1) — Capítulo 1: Física y Medición
- Halliday, D., Resnick, R. & Krane, K. — Física (Vol. 1) — Capítulo 1: Medición