Este documento describe unidades de medida para fuerza, presión y peso. Define la presión como fuerza por unidad de área. Explica las unidades newton, pascal, psi y kilogramo-fuerza. Proporciona ejemplos de conversiones entre estas unidades y fórmulas para calcular peso y presión.

1. FUERZA, PRESIÓN Y UNIDADES DE MEDIDAS
Kary Luz Cure Frias
Instructora
Concretos hidráulicos
Obras civiles
2 trimestre del 2020

2. La presión se define como la
cantidad de fuerza que se
ejerce sobre una unidad de
superficie (área).
A= Área o S= Superficie.
(Depende de la geometría) Ej:
Cuadrada= A=a²
Rectangular=A=bxa
Triangular= A=(bxa)/2
Circular= A=πr² =π/4 d²…

3. El peso es una fuerza y la masa es la cantidad de una
sustancia. Ambos términos se relacionan por medio
de la aplicación de la ley de la gravitación de Newton,
que dice que la fuerza es igual a la masa multiplicada
por la aceleración; es decir,

4. Hablar del peso w, implica que la aceleración
es igual a g, que es la aceleración de la
gravedad. Entonces, la ley de Newton se
transforma en:

5. Peso= W= Es la fuerza con la que los cuerpos son atraído
hacia la Tierra por la acción de la gravedad.
El valor de g = 9.81 m/s² en el sistema SI (internacional), y
g = 32.2 pies/s2 en el Sistema Tradicional de Estados
Unidos. Éstos son los valores estándar de g en la Tierra.

6. 10n Prefijo Símbolo Equivalencia decimal
en los Prefijos del
Sistema Internacional
109 giga G 1 000 000 000
106 mega M 1 000 000
103 kilo K 1 000

7. NEWTON: (símbolo: N) es la
unidad de fuerza en el Sistema
Internacional de Unidades,
nombrada así en reconocimiento
a ISAAC NEWTON por su aporte a
la física. Equivale a la fuerza
necesaria para que un cuerpo de
1 kilogramo adquiera una
aceleración de un metro por
segundo al cuadrado 1 m/s2.
Newton= N= Kg.m/seg2
Meganewton (MN), 106N = 1 MN =
1 000 000 N
Kilonewton (KN), 103 N =
1 KN = 1 000 N
1N/m2= 1Pa

8. PASCAL: (símbolo Pa) es la unidad de
presión del Sistema Internacional de
Unidades. Se define como la presión
que ejerce una fuerza de 1 newton
sobre una superficie de 1 metro
cuadrado normal a la misma. La
unidad fue nombrada en homenaje a
Blaise Pascal, eminente matemático,
físico y filósofo francés.
Pascal= Pa= N/m2
Gigapascal (GPa), 109 Pa = 1
GPa = 1 000 000 000 Pa
Megapascal (MPa), 106 Pa = 1
MPa = 1 000 000 Pa
Kilopascal (KPa), 103 Pa = 1 KPa
= 1 000 Pa
1 pascal = 0.000145 psi
1 pascal = 0.0000102 kgf/cm2
1 pascal = 0.102 kgf/m2
1 pascal = 1x10-6 MPa
1 pascal = 1x10-3 KPa

9. PSI: La libra-fuerza por pulgada cuadrada, más conocida
como psi (del inglés pounds-force per square inch) es
una unidad de presión en el sistema anglosajón de
unidades. (El sistema anglosajón de unidades es el
conjunto de las unidades no métricas que se utilizan
actualmente como medida principal en Estados Unidos,
Existen ciertas discrepancias(diferencias) entre los
sistemas de Estados Unidos y del Reino Unido (donde
se llama el sistema imperial), e incluso sobre la
diferencia de valores entre otros tiempos y ahora).

10. La escala más común se mide en psi, cuyo cero es la
presión ambiente, que equivale a una atmósfera (o sea
15 psi aproximadamente). En general no se especifica
que la presión atmosférica se deja de lado y se le llama
simplemente psi o psig (psi gauge: ‘psi de manómetro’).
Psi= lbf/in2

11. 1 PSI = 6895 pa
1 psi = 6.895 kPa
1 PSI = 0.07031 kg/cm²
1 PSI = 703.1 kg/m²
1 PSI = 0.006895 MPa
14,7 psi = 1 atmósfera (1 psi)

12. kilogramo-fuerza o kilopondio
La unidad de fuerza es el kilogramo-fuerza o
kilopondio, de símbolos kgf y kp, respectivamente,
definido como el peso que tiene un cuerpo de 1
kilogramo de masa (SI) en condiciones terrestres de
gravedad normal (g = 9,80665 m/s²); por tanto esta
unidad es invariable y no depende de la gravedad
local.

13. kilogramo-fuerza o kilopondio
La norma ISO 80000 en su anexo C, que informa sobre
equivalencias con unidades desaconsejadas, lo define
como 1 kgf = 9,806 65 N, al tiempo que aclara: «Se han
usado los símbolos kgf (kilogramo-fuerza) y kp
(kilopondio). Esta unidad debe distinguirse del peso
local de un cuerpo que tiene la masa de un 1 kg.»

14. kilogramo-fuerza por metro cuadrado
La presión se expresa en kgf/m² (kilogramo-fuerza por metro
cuadrado). No tiene nombre específico.
Como el kgf/m² es una unidad muy pequeña, suele utilizarse
el (kilogramo-fuerza por centímetro cuadrado), kgf/cm², que
recibe el nombre de atmósfera técnica (símbolo: at) cuyo
valor se corresponde aproximadamente con la presión
atmosférica normal, y es aproximadamente igual al del bar (1
bar = 1,01972 kgf/cm2). En el habla común, también es
costumbre referirse a esta unidad como kilos de presión.

15. 1 kgf/cm² = 98 066,5 Pa = 1 at
1 Kgf/m2 = 9,807 Pa = 0,001422 PsI = 0,0001 kg/cm2 = 9,807x10-6
MPa

16. Ksi es una unidad de medida que se refiere a la
presión, exactamente a los kilolibras de fuerza por
pulgada cuadrada que se ejercen sobre un objeto.
Un Ksi son 1.000 psi, o kilolibras de fuerza por pulgada
cuadrada.

17. 1N=0.225lbf
1lbf=4.448N
1N=0.102kgf
1kgf=9.807N
1kgf=2.205lbf
1lbf=0.454kgf

18. 1kgf/cm²=98066.5Pa
1kgf/cm²=14.223 psi
1kgf/cm²=0.09806 Mpa
1Pa=1.0197x10-5kgf/cm²
1Pa=1.45x10-4 psi
1psi=6894.76Pa
1psi=0.0703kgf/cm²

19. EJEMPLO 1: Convertir 1000N a lbf y a kgf
N=kg*m/s²
 N a lbf
1000N (0.225𝑙𝑏𝑓
1𝑁
)= 225lbf
N a kgf
1000N (0.102𝑘𝑔𝑓
1𝑁
)= 102kgf

20. EJEMPLO 2: Convertir 10kgf a N y a lbf
 Kgf a N
10kgf (9.807𝑁
1𝑘𝑔𝑓
)= 98.07N
Kgf a lbf
10kgf (2.205𝑙𝑏𝑓
1𝑘𝑔𝑓
)= 22.05lbf

21. EJEMPLO 1: Convertir 200Pa a kgf/cm² y a psi
 Pa a kgf/cm²
200Pa (1.0197𝑥10−5𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚²
1𝑃𝑎
)= 0.00204kgf/cm²
Pa a psi
200Pa (1.45𝑥10−5 𝑝𝑠𝑖
1𝑃𝑎
)= 0.0029psi

22. EJEMPLO 2: Convertir 30 kgf/cm² a psi y a MPa
 kgf/cm² a psi
30kgf/cm² (14.223𝑝𝑠𝑖
1kgf/cm²
)= 426.7psi
 kgf/cm² a MPa
30kgf/cm² (98066.5𝑃𝑎
1kgf/cm²
)= 2941995Pa=2.94MPa
2941995Pa(1𝑀𝑃𝑎
106
𝑃𝑎
)= 2.94MPa

24. PROPORCIONES PARA 1 m³

25. EJEMPLO 1: Calcular el peso de la siguiente viga.
25cm
25cm 2m
Dosificación :1:2:3
SOLUCIÓN:
V=0.25m*0.25m*2m=0.125m³ de concreto
1m³
CEMENTO
7 bultos de cemento
0.125m³ X
X= 0.88bultos
m= 42.5kg=1 bulto
de cemento
m= 42.5kg/bulto*0.88bulto
m= 37.4kg.

26. EJEMPLO 1: Calcular el peso de la siguiente viga.
25cm
25cm 2m
Dosificación :1:2:3
SOLUCIÓN:
V=0.25m*0.25m*2m=0.125m³ de concreto
1m³
ARENA
0.56m³ de arena
0.125m³ X
X= 0.07 m³ de arena
Densidad arena seca de rio=
1700kg/m³
D=m/v
m= 1700kg/m³*0.07m³
m= 119kg

27. EJEMPLO 1: Calcular el peso de la siguiente viga.
25cm
25cm 2m
Dosificación :1:2:3
SOLUCIÓN:
V=0.25m*0.25m*2m=0.125m³ de concreto
1m³
GRAVA
0.84m³ de grava
0.125m³ X
X= 0.105 m³ de grava
Densidad grava seca=
1660kg/m³
D=m/v
m=D*v
m= 1660kg/m³*0.158m³
m= 262.28kg

28. EJEMPLO 1: Calcular el peso de la siguiente viga.
25cm
25cm 2m
Dosificación :1:2:3
SOLUCIÓN:
V=0.25m*0.25m*2m=0.125m³ de concreto
1m³
AGUA
0.18m³ de agua
0.125m³ X
X= 0.0225 m³ de agua
Densidad agua dulce=
1000kg/m³
D=m/v
m=D*v
m= 1000kg/m³*0.0225m³
m= 22.5kg

29. EJEMPLO 1: Calcular el peso de la siguiente viga.
25cm
25cm 2m
Dosificación :1:2:3
SOLUCIÓN:
Masa total viga= 37.4kg+119kg+262.28kg+22.5kg
Masa total viga= 441.7kg
W= mxg
W= 441.7kg*9.81m/s²
W= 4326.21N

30. VIGA
L = 3,7m
COL COL
Calcular la presión que ejerce la siguiente viga de concreto
reforzado sobre cada una de las columnas concreto
reforzado donde se encuentra apoyada.
VIGA 0,2m
0,2m
Sección Transv.
COL 0,2m
0,2m
Sección Transv.

31. Calcular la presión que ejerce la siguiente viga de concreto
reforzado sobre cada una de las columnas concreto reforzado
donde se encuentra apoyada.
𝑃 =
𝑊
𝐴
𝑊 = 𝑚 ∗ 𝑔 𝐷 =
𝑚
𝑉
𝑉𝑉𝑖𝑔𝑎 = 𝐴 ∗ 𝐿
𝑉𝑉𝑖𝑔𝑎 = 𝑎2 ∗ 𝐿 » 𝑉𝑉𝑖𝑔𝑎 = 0,20𝑚 2 ∗ 3,7𝑚 » 𝑉𝑉𝑖𝑔𝑎 = 0,15𝑚3
𝐷 = 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎 𝐵. 3.2 − 1 𝑵𝑺𝑹𝟏𝟎 » D = 𝟐𝟒𝟎𝟎
𝑲𝒈
𝑚3
𝑚 = 𝐷 ∗ 𝑉𝑉𝑖𝑔𝑎 » 𝒎 = 𝟐𝟒𝟎𝟎
𝑲𝒈
𝑚3
∗
0,15𝑚3 » 𝒎 = 𝟑𝟔𝟎𝑲𝒈
𝑾 = 𝒎 ∗ 𝒈
𝑾 = 𝟑𝟔𝟎𝑲𝒈 ∗ 𝟗, 𝟖𝟏
𝒎
𝑠2
𝑊𝑇𝑜𝑙 = (3531,6𝑁)/2 » 𝑾𝑻𝒐𝒍=1765,8N
𝐴𝐶𝑜𝑙 = 𝑎 ∗ 𝑎
𝐴𝐶𝑜𝑙 = 𝑎2
𝐴𝐶𝑜𝑙 = (0,2𝑚)2 » 𝐴𝐶𝑜𝑙 = 0,04𝑚2

32. Calcular la presión que ejerce la siguiente viga de concreto
reforzado sobre cada una de las columnas concreto
reforzado donde se encuentra apoyada.
𝑃𝐶𝑜𝑙 =
𝑊
𝐴𝐶𝑜𝑙
𝑃𝐶𝑜𝑙 =
1765,8𝑁
0,04𝑚2
» 𝑷𝑪𝒐𝒍 = 𝟒𝟒𝟏𝟒𝟓
𝑵
𝒎𝟐
𝑃𝐶𝑜𝑙1 = 𝑃𝐶𝑜𝑙2 Ya que, tiene la misma área.