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Magnitudes Físicas y fundamentales

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Magnitudes Físicas y fundamentales

  1. 1. Física I (Quiz)Medir es efectuar una medición. La medición es un proceso básico de la ciencia que consisteen comparar un patrón seleccionado con el objeto o fenómeno cuya magnitud física se deseamedir para ver cuántas veces el patrón está contenido en esa magnitud.Definiciones de mediciónDefinición 1Es determinar la dimensión de la magnitud de una variable en relación con una unidad demedida preestablecida y convencional.Se conocen algunos sistemas convencionales para establecer las unidades de medida: ElSistema Internacional y el Sistema Inglés.Definición 2Es comparar la cantidad desconocida que queremos determinar y una cantidad conocida de lamisma magnitud, que elegimos como unidad. Teniendo como punto de referencia dos cosas:un objeto (lo que se quiere medir) y una unidad de medida ya establecida ya sea en SistemaInglés, Sistema Internacional, o una unidad arbitraria.Al resultado de medir se le llama Medida.Cuando medimos algo se debe hacer con gran cuidado, para evitar alterar el sistema queobservamos. Por otro lado, no hemos de perder de vista que las medidas se realizan con algúntipo de error, debido a imperfecciones del instrumental o a limitaciones del medidor, erroresexperimentales, por eso, se ha de realizar la medida de forma que la alteración producida seamucho menor que el error experimental que se pueda cometer.Unidad de medida o unidad patrónUna unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física. Engeneral, una unidad de medida toma su valor a partir de un patrón o de una composición deotras unidades definidas previamente. Las primeras unidades se conocen como unidadesbásicas o de base (fundamentales), mientras que las segundas se llaman unidades derivadas.Un conjunto de unidades de medida en el que ninguna magnitud tenga más de una unidadasociada es denominado sistema de unidades.Todas las unidades denotan cantidades escalares. En el caso de las magnitudes vectoriales,se interpreta que cada uno de los componentes está expresado en la unidad indicada.Al patrón de medir le llamamos también Unidad de medida.Debe cumplir estas condiciones:1º.- Ser inalterable, esto es, no ha de cambiar con el tiempo ni en función de quién realice lamedida.2º.- Ser universal, es decir utilizada por todos los países.3º.- Ha de ser fácilmente reproducible.Reuniendo las unidades patrón que los científicos han estimado más convenientes, se hancreado los denominados Sistemas de Unidades.NOTA: Una magnitud física es una propiedad o cualidad medible de un sistema físico, esdecir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medición. Lasmagnitudes físicas se miden usando un patrón que tenga bien definida esa magnitud, ytomando como unidad la cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón. Por ejemplo,se considera que el patrón principal de longitud es el metro en el Sistema Internacional deUnidades.
  2. 2. Las primeras magnitudes definidas estaban relacionadas con la medición de longitudes, áreas,volúmenes, masas patrón, y la duración de periodos de tiempo.Existen magnitudes básicas y derivadas, y constituyen ejemplos de magnitudes físicas: lamasa, la longitud, el tiempo, la carga eléctrica, la densidad, la temperatura, la velocidad, laaceleración, y la energía. En términos generales, es toda propiedad de los cuerpos que puedeser medida. De lo dicho se desprende la importancia fundamental del instrumento de mediciónen la definición de la magnitud.La Oficina Internacional de Pesos y Medidas, por medio del Vocabulario Internacional deMetrología (International Vocabulary of Metrology, VIM), define a la magnitud como un atributode un fenómeno; un cuerpo o sustancia que puede ser distinguido cualitativamente ydeterminado cuantitativamente.A diferencia de las unidades empleadas para expresar su valor, las magnitudes físicas seexpresan en cursiva: así, por ejemplo, la "masa" se indica con "m", y "una masa de 3kilogramos" la expresaremos como m = 3 kg.Las magnitudes fundamentales son aquellas magnitudes físicas que, gracias a sucombinación, dan origen a las magnitudes derivadas. Tres de las magnitudes fundamentalesmás importantes son la masa, la longitud y el tiempo, pero en ocasiones en física también nospone como agregadas a la temperatura, la intensidad luminosa, la cantidad de sustancia yla intensidad de corriente.Las unidades usadas en el SI para estas magnitudes fundamentales son las siguientes: Para la masa se usa el kilogramo (kg) Para la longitud se usa el metro (m) Para el tiempo se usa el segundo (s) Para la temperatura el Kelvin (K) Para la Intensidad de corriente eléctrica el ampere (A) Para la cantidad de sustancia el mol (mol) Para la Intensidad luminosa la candela (cd)Las unidades usadas en el C.G.S para medir estas magnitudes fundamentales son lassiguientes: Para la masa se usa el gramo (g) Para la longitud se usa el centímetro (cm) Para el tiempo el segundo (s) Para la temperatura se usa el grados celsius (ºc)Las magnitudes derivadas son aquellas que en la combinación delas magnitudes fundamentales se derivan y que se pueden determinar a partir de ellasutilizando las expresiones adecuadas.Todas las magnitudes físicas restantes se definen como combinación de las magnitudes físicasdefinidas como fundamentales..v .s (superficie) = L2 3.V (Volumen) = L 3.D (Densidad) = M/L 2.A (Aceleración) = m/s
  3. 3. 2.F (Fuerza) = kg• m/s•E (energía) =E/YLas magnitudes derivadas más frecuentes son: superficie, volumen, velocidad, aceleración,densidad, frecuencia, periodo, fuerza, presión, trabajo, calor, energía, potencia, carga eléctrica,diferencia de potencial, potencial eléctrico, resistencia eléctrica, etc. Diferencia entre magnitudes escalares y vectoriales.Magnitud escalar: Es aquella que queda perfectamente definida con sólo indicar su cantidadexpresada en números y la unidad de medida. Hablar de masa, temperatura, área o superficie,longitud, tiempo, volumen, densidad y la frecuencia, nos referimos a nombres de magnitudesescalares.Magnitud vectorial: Magnitud que para definirla, además de la cantidad expresada ennúmeros y el nombre de la unidad de medida, se necesita indicar claramente la dirección y elsentido en que actúan; y puede ser representada de manera gráfica por medio de una flechallamada vector, la cual es un segmento de recta dirigido.Sucede cuando hablamos de la fuerza que se debe aplicar a un cuerpo, pues aparte de señalarsu magnitud escalar, debemos especificar si la fuerza se aplicará hacia el norte o hacia el sur,al este o al oeste, sobre el eje de coordenadas o con algún grado de inclinación. Además delos dos ejemplos anteriores de desplazamiento y fuerza, existen entre otras las siguientesmagnitudes vectoriales: velocidad, aceleración, impulso mecánico y cantidad de movimiento.

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