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Artículo principal: Sistema Técnico de Unidades.    Longitud: metro (m). La misma definición del Sistema Internacional.   ...
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Magnitud física

  1. 1. Magnitud físicaUna magnitud física es una propiedad o cualidad medible de un sistema físico, es decir, a la que sele pueden asignar distintosvalores como resultado de una medición. Las magnitudes físicasse miden usando un patrón que tenga bien definida esa magnitud, y tomando como unidad lacantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón. Por ejemplo, se considera que el patrónprincipal de longitud es el metro en el Sistema Internacional de Unidades.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: la masa, lalongitud, el tiempo, la carga eléctrica, la densidad, la temperatura, la velocidad, la aceleración, y laenergía. En términos generales, es toda propiedad de los cuerpos que puede ser medida. De lodicho se desprende la importancia fundamental del instrumento de medición en la definición de lamagnitud.1La Oficina Internacional de Pesos y Medidas, por medio del Vocabulario Internacional de Metrología(International Vocabulary of Metrology, VIM), define a la magnitud como un atributo de un fenómeno;un cuerpo o sustancia que puede ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente.2A diferencia de las unidades empleadas para expresar su valor, las magnitudes físicas se expresanen cursiva: así, por ejemplo, la "masa" se indica con "m", y "una masa de 3 kilogramos" laexpresaremos como m = 3 kg.[editar]Tipos de magnitudes físicasLas magnitudes físicas pueden ser clasificadas de acuerdo a varios criterios: Según su expresión matemática, las magnitudes se clasifican en escalares, vectoriales y tensoriales. Según su actividad, se clasifican en magnitudes extensivas e intensivas.[editar]Magnitudes escalares, vectoriales y tensoriales Las magnitudes escalares son aquellas que quedan completamente definidas por un número y las unidades utilizadas para su medida. Esto es, las magnitudes escalares están representadas por el ente matemático más simple, por un número. Podemos decir que poseen un módulo, pero que carecen de dirección. Su valor puede ser independiente del observador (v.g.: la masa, latemperatura, la densidad, etc.) o depender de la posición (v.g.: la energía potencial), o estado de movimiento del observador (v.g.: laenergía cinética). Las magnitudes vectoriales son aquellas que quedan caracterizadas por una cantidad (intensidad o módulo),una dirección y un sentido. En un espacio euclidiano, de no más de tres dimensiones, un vector se representa mediante un segmento orientado. Ejemplos de estas
  2. 2. magnitudes son: la velocidad, la aceleración, la fuerza, el campo eléctrico, intensidad luminosa,etc. Además, al considerar otro sistema de coordenadas asociado a un observador con diferente estado de movimiento o de orientación, las magnitudes vectoriales no presentan invariancia de cada uno de los componentes del vector y, por tanto, para relacionar las medidas de diferentes observadores se necesitan relaciones de transformación vectorial. En mecánica clásica también el campo electrostático se considera un vector; sin embargo, de acuerdo con la teoría de la relatividad esta magnitud, al igual que el campo magnético, debe ser tratada como parte de una magnitud tensorial. Las magnitudes tensoriales son las que caracterizan propiedades o comportamientos físicos modelizables mediante un conjunto de números que cambian tensorialmente al elegir otro sistema de coordenadas asociado a un observador con diferente estado de movimiento (marco móvil) o de orientación.De acuerdo con el tipo de magnitud, debemos escoger leyes de transformación (por ej.la transformación de Lorentz) de las componentes físicas de las magnitudes medidas, parapoder ver si diferentes observadores hicieron la misma medida o para saber qué medidasobtendrá un observador, conocidas las de otro cuya orientación y estado de movimientorespecto al primero sean conocidos.[editar]Magnitudes extensivas e intensivasUna magnitud extensiva es una magnitud que depende de la cantidad de sustancia que tieneel cuerpo o sistema. Las magnitudes extensivas son aditivas. Si consideramos un sistemafísico formado por dos partes o subsistemas, el valor total de una magnitud extensiva resultaser la suma de sus valores en cada una de las dos partes. Ejemplos: la masa y el volumen deun cuerpo o sistema, la energía de un sistema termodinámico, etc.Una magnitud intensiva es aquella cuyo valor no depende de la cantidad de materia delsistema. Las magnitudes intensivas tiene el mismo valor para un sistema que para cada una desus partes consideradas como subsistemas. Ejemplos: la densidad, la temperatura y la presiónde un sistema termodinámico en equilibrio.En general, el cociente entre dos magnitudes extensivas da como resultado una magnitudintensiva. Ejemplo: masa dividida por volumen representa densidad.[editar]Sistema Internacional de UnidadesArtículo principal: Sistema Internacional de Unidades.El Sistema Internacional de Unidades se basa en dos tipos de magnitudes físicas:
  3. 3. Las siete que toma como unidades fundamentales, de las que derivan todas las demás. Son longitud, tiempo, masa, intensidad de corriente eléctrica, temperatura, cantidad de sustancia e intensidad luminosa. Las unidades derivadas, que son las restantes y que pueden ser expresadas con una combinación matemática de las anteriores.[editar]Unidades básicas o fundamentales del SistemaInternacional de UnidadesArtículo principal: Unidades básicas del SI.Las magnitudes básicas no derivadas del SI son las siguientes: Longitud: metro (m). El metro es la distancia recorrida por la luz en el vacío en 1/299 792 458 segundos. Este patrón fue establecido en el año 1983. Tiempo: segundo (s). El segundo es la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del cesio-133. Este patrón fue establecido en el año 1967. Masa: kilogramo (kg). El kilogramo es la masa de un cilindro de aleación de Platino-Iridio depositado en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas. Este patrón fue establecido en el año 1887. Intensidad de corriente eléctrica: amperio (A). El amperio o ampere es la intensidad de una corriente constante que, manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro, en el vacío, produciría una fuerza igual a 2×10-7 newton por metro de longitud. Temperatura: kelvin (K). El kelvin es la fracción 1/273,16 de la temperatura del punto triple del agua. Cantidad de sustancia: mol (mol). El mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 12 gramos de carbono-12. Intensidad luminosa: candela (cd). La candela es la unidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540×1012 Hz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 vatios porestereorradián.[editar]Unidades Fundamentales en el Sistema Cegesimal C.G.S.Artículo principal: Sistema Cegesimal de Unidades. Longitud: centímetro (cm): 1/100 del metro (m) S.I. Tiempo: segundo (s): La misma definición del S.I. Masa: gramo (g): 1/1000 del kilogramo (kg) del S.I.[editar]Unidades Fundamentales en el Sistema GravitacionalMétrico Técnico
  4. 4. Artículo principal: Sistema Técnico de Unidades. Longitud: metro (m). La misma definición del Sistema Internacional. Tiempo: segundo (s).La misma definición del Sistema Internacional. Fuerza: kilogramo-fuerza (kgf). El peso de una masa de 1 kg (S.I.), en condiciones normales de gravedad (g = 9,80665 m/s2).[editar]Magnitudes físicas derivadasArtículo principal: Unidades derivadas del SI.Una vez definidas las magnitudes que se consideran básicas, las demás resultan derivadas yse pueden expresar como combinación de las primeras.Las unidades derivadas se usan para las siguientesmagnitudes: superficie, volumen, velocidad, aceleración, densidad, frecuencia,periodo, fuerza, presión, trabajo, calor, energía, potencia, carga eléctrica, diferencia de potencial, potencialeléctrico, resistencia eléctrica, etcétera.Algunas de las unidades usadas para esas magnitudes derivadas son: Fuerza: newton (N) que es igual a kg·m/s2 Energía: julio (J) que es igual a kg·m2/s2 Unidad física (Redirigido desde Unidades físicas) Artículos de contenido similar Este artículo o sección tiene un contenido similar, en todo o en parte, a Sistema Internacional de Unidades. Tal vez sería conviente reunirlos en un único artículo o reestructurarlos. El Sistema Internacional (SI) de Unidades fue establecido a mediados del siglo XX como medio para unificar las unidades de medida en todo el mundo, para lo cual tomó como base el sistema métrico decimal. Este sistema se ha extendido en la norma ISO 80000 para formar el Sistema Internacional de Magnitudes, que además incluye símbolos de magnitudes y aclaraciones adicionales. Unidades A cada unidad le corresponde un símbolo y un nombre. Según el SI, el símbolo no es unaabreviatura del nombre de la unidad, sino que es una entidad matemática con valor propio. Las unidades más importantes son:
  5. 5. m metro rad radián W vatios segundo sr estereorradián V voltiokg kilogramo F faradio Pa pascalmol mol C culombio Ω ohmiocd candela J julio °C grado CelsiusK kelvin N newton Bq becquerelA amperio Hz hercio Wb weberH henrio T teslaNombresLos nombres de las unidades no están normalizados y su forma depende de la lengua (asílo establece explícitamente el Sistema Internacional de Magnitudes: «unitnames arelanguage-dependent»). Por ello, son preferibles las denominaciones castellanas,reconocidas por la Real Academia Española, que son las dadas en el cuadro anterior.El SI establece que son nombres comunes y que han de tratarse como tales; por tanto,forman su plural y se escriben de igual modo que el resto de nombres comunes: 27 hercios, 56 newtons, 5 siemens, 23 picofaradios, 20 microhenrios, 3 pascalesEs incorrecto, por tanto, dejar los nombres invariables (× 3 pascal) o formar el plural comosi fueran nombres ingleses o franceses (× 3 pascals).José Martínez de Sousa opina de diferente modo y considera que los nombres deunidades que derivan de nombres propios deben emplearse tal como vienen en elestándar francés (que considera internacionales), aunque con la supresión de diacríticos yel añadido de tildes, y el plural ha de ser como se formaría en inglés o francés (no dareferencias de ninguna norma que avale este punto de vista).[Modificar solo esta sección]SímbolosLos símbolos han de conservarse en la grafía normalizada, sin añadir o quitar acentos, nicambiar mayúsculas y minúsculas, ni añadirles punto abreviativo (aunque sí pueden irseguidos de punto y seguido, punto y aparte, puntos suspensivos...), ni formar el plural: elángstrom es Å y no A, ni Á, ni a; el kilómetro es km y no KM, ni Km; 25 kilogramos es 25kg. Se escriben siempre con letra redonda, incluso si el contexto es en cursiva.No deben añadirse nuevas unidades al sistema, aunque se admiten unas pocas de usogeneralizado, como minuto (min), hora (h), día (d), grado (de ángulos planos, °), minuto (deangulos planos, ′), segundo (de ángulos planos, ″), litro (l o L), tonelada (t) y hectárea (ha;la unidad no es el área sino la hectárea, de forma que 19 kha es 19 kilohectáreas).
  6. 6. Tampoco se pueden emplean símbolos distintos de los establecidos: cm3 y no ×cc. Hayotras unidades cuyo uso está admitido porque resultan convenientes en ciertas áreasespecializadas; las más importantes son la milla náutica, el nudo (sin símbolos), elmilímetro de mercurio (mmHg), el ángstrom (Å) y el bel (normalmente en el submúltiplodecibel, dB). Además, algunos organismos internacionales han incorporado otras unidades(por ejemplo, var, para la potencia reactiva en electrotecnia; la ISO recomienda a para losaños, de forma que 5 Ma es cinco millones de años).Debe haber un espacio entre la cantidad y la unidad, incluso en los grados Celsius: 10 °C; ×10° CLa única excepción son los grados de ángulo y sus divisiones: 23° 42′ 18″[Modificar solo esta sección]MúltiplosLas unidades pueden ir precedidas de un prefijo para crear múltiplos y submúltiplos;excepcionalmente, los prefijos con la unidad de masa se basan en el gramo: mg, hg, etc.Los prefijos más importantes son:da deca- 101 d deci- 10−1h hecto- 102 c centi- 10−2k kilo- 103 m mili- 10−3M mega- 106 µ micro- 10−6G giga- 109 n nano- 10−9T tera- 1012 p pico- 10−12Por ejemplo: mHz (milihercio), hPa (hectopascal), k? (kiloohmio). Al unirse al nombre de launidad, no debe emplearse guion: milímetro, picofaradio. Los prefijos no se puedencombinar ni usar sin la correspondiente unidad: pg y no ×mng, µm y no ×µObsérvese que M es mega- y no miria- (inexistente en la actualidad), que deca- es da yno D, y que kilo- es k y no K.[Modificar solo esta sección]Operación de unidadesLas unidades se pueden operar para formar nuevas unidades; en tal caso, no se puedenmezclar en una expresión símbolos con nombres de unidades: 10 g/d, 10 gramos por día o10 g por día, pero no ×10 g/día. La multiplicación de símbolos se expresa bien con unespacio, bien con un punto centrado: NmoN·mSin embargo, el espacio suele suprimirse si no hay lugar a confusión: kWh. La división desímbolos se expresa con una barra, una línea horizontal o exponentes negativos: m/s, ms−1; solo puede haber una barra, salvo si la ambigüedad se resuelve con paréntesis: m kg/(s3 A) o m kg s−3 A−1,
  7. 7. pero no m kg/s3/A.No se debe expresar una única cantidad mezclando cifras y múltiplos ysubmúltiplos del siguiente modo (definición de maratón en el DRAE del 2001): 1. m. En atletismo, carrera de resistencia en la que se recorre una distancia de 42 km y 195 m. U. t. c. f.Lo correcto según el SI hubiera sido desarrollarlo en letras, como estaba en lasediciones de 1992 y anteriores, o dar una cifra con una unidad: 1. m. En atletismo, carrera de resistencia en la que se recorre una distancia de 42,195 km. U. t. c. f.Se exceptúan las unidades que tienen divisiones no decimales, como las de tiempo y lasde ángulo, aunque el SI recomienda emplear la unidad básica: 1 h 30 min 60 s[Errores frecuentes Notas 3 km de3 km. de distancia Las unidades no llevan punto abreviativo distancia El símbolo del gramo es g, y como los demás3 grs 3g símbolos es invariable en plural Los símbolos no se unen con guion para formarkW-h kW h, kWh una unidad. No es kilovatio por hora, dividiendo, sino que sekW/h kW h, kWh multiplica kW y h El símbolo del vatio es W, con mayúscula y nokw kW w El símbolo del grado Celsius es inseparable y13° C 13 °C debe haber un espacio tras la cifra. El símbolo del kilómetro es km, con kaKm km minúscula, no Km, y lo mismo con kg, kW...50 Has., 50 Ha 50 ha El símbolo de la hectárea es ha.10 min. 10 min Al igual que en otros símbolos, sobra el punto.El tren llegó a las El tren llegó a Los símbolos del SI de tiempo expresan10 h 30 min las 10:30 duración, no las horas del día.Dm dam El prefijo para deca- es da y no D mayúscula
  8. 8. Hm hm El prefijo para hecto- es h y no H mayúscula El símbolo del bar (presión) es bar, por lo quemb mbar milibar es mbarUnidades químicasEn las reacciones químicas intervienen partículas muy pequeñas como átomos,iones moléculas; para contar y pesar tales partículas, el químico cuanta conciertas unidades que se llaman unidades químicas, siendo las principales: Peso atómico Átomo gramo Molécula gramo Mol Peso molecular Volumen molar o Volumen molecular gramoPeso atómicoEs el peso promedio de los átomos de un elemento en relación con el peso deun átomo de carbono 12, al cual se le ha asignado el peso de 12 unidades depeso atómico o de masa atómica.El peso atómico de un elemento es proporcional al peso real de un átomo, yaque indica cuántas veces es mayor el peso real de dicho elemento que ladoceava parte del peso de un átomo de carbono 12. Por ejemplo: el pesoatómico del magnesio es igual a 24.312uma, lo que significa que un átomo demagnesio pesa aproximadamente el doble de un átomo de carbono 12.El valor de 4.003 uma para el peso atómico del helio indica que un átomo dehelio pesa aproximadamente la tercera parte de un átomo de carbono 12.Átomo gramoEs el peso atómico de un elemento expresado en gramos. Por ejemplo: 1. Un átomo-gramo de oxígeno pesa 16 gramos. 2. Un átomo-gramo de nitrógeno pesa 14 gramos. 3. Un átomo-gramo de carbono pesa 12 gramos.Molécula gramoEs el peso molecular de una sustancia (elemento o compuesto) expresado engramos. Así, tenemos que: 1. La molécula de pesa 98 gramos 2. La molécula de pesa 44 gramos 3. La molécula de pesa 32 gramos
  9. 9. MolEs una unidad de cantidad de partículas. El número de partículas queconstituyen una mol se conoce con el nombre de número de Avogadro, y esigual a .Una mol de átomos es igual al número de átomos contenidos en el átomogramo. Una mol de moléculas es igual al número de moléculas contenidas enla molécula gramo. 1. Una mol de contiene moléculas y pesa 18 gramos. 2. Una mol de contiene moléculas y pesa 44 gramos. 3. Una mol de contiene moléculas y pesa 32 gramos.Peso molecularEs el peso de una molécula de una sustancia comparado con el peso de unátomo de carbono 12, tomando como 12 unidades de peso atómico de masaatómica. El peso molecular de una sustancia es igual a la suma de los pesosatómicos de los elementos que forman una molécula. Ejemplos: el pesomolecular de es igual a 32 uma, pues el peso atómico del O es igual a16 uma y la molécula es diatómica.Volumen molar o volumen molecular gramoEs el volumen que ocupa una molécula gramo o mol de una sustancia. Elvolumen molar de un gas, en condiciones normales de temperatura y presión(273°K y 1 atm), es igual a 22.4 litros. Ejemplos: 1. 44 gramos de CO2 ocupan, en condiciones normales de temperatura y presión, un volumen de 22.4 litros. 2. 6.02 x 1023 moléculas de O2 ocupan, en condiciones normales de temperatura ypresión, un volumen de 22.4 litros.Cálculos químicos

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