LA CIENCIAFenómenos

físicos y químicos

Las magnitudes físicas y su

medida

Carácter aproximado de la

medida

Método científico

Trabajo en el laboratorio

Magnitud: Es toda propiedad de los cuerpos que se puede medir. Por ejemplo: temperatura, velocidad, masa, peso, etc.

Medir: Es comparar la magnitud con otra similar, llamada unidad, para averiguar cuántas veces la contiene.

Unidad: Es una cantidad que se adopta como patrón para comparar con ella cantidades de la misma especie. Ejemplo: Cuando decimos que un objeto mide dos metros, estamos indicando que es dos veces mayor que la unidad tomada como patrón, en este caso el metro.

Sistema Internacional de unidades:

Para resolver el problema que suponía la utilización de unidades diferentes en distintos lugares del mundo, en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas (París, 1960) se estableció el Sistema Internacional de Unidades (SI). Para ello, se actuó de la siguiente forma:

En primer lugar, se eligieron las magnitudes fundamentales y la unidad correspondiente a cada magnitud fundamental. Una magnitud fundamental es aquella que se define por sí misma y es independiente de las demás (masa, tiempo, longitud, etc.).

En segundo lugar, se definieron las magnitudes derivadas y la unidad correspondiente a cada magnitud derivada. Una magnitud derivada es aquella que se obtiene mediante expresiones matemáticas a partir de las magnitudes fundamentales (densidad, superficie, velocidad).

En el cuadro siguiente puedes ver las magnitudes fundamentales del SI, la unidad de cada una de ellas y la abreviatura que se emplea para representarla:

Magnitud fundamental

Unidad Abreviatura

Longitud metro m

Masa kilogramo kg

Tiempo segundo s

Temperatura kelvin K

Intensidad de corriente amperio A

Intensidad luminosa candela cd

Cantidad de sustancia mol mol

 

Múltiplos y submúltiplos de las unidades del SI

Prefijo Símbolo Potencia Prefijo Símbolo Potencia

giga G 109 deci d 10-1

mega M 106 centi c 10-2

kilo k 103 mili m 10-3

hecto h 102 micro µ 10-6

deca da 101 nano n 10-9

 

En la siguiente tabla aparecen algunas magnitudes derivadas junto a sus unidades:

Magnitud Unidad Abreviatura Expresión SI

Superficie metro cuadrado m2 m2

Volumen metro cúbico m3 m3

Magnitud Unidad Abreviatura Expresión SI

Velocidad metro por segundo m/s m/s

Fuerza newton N Kg·m/s2

Energía, trabajo julio J Kg·m2/s2

Densidad kilogramo/metro cúbico

Kg/m3 Kg/m3

 

Actividades  - Repasa los contenidos correspondientes a esta

sección.

Cambio de unidades  - Efectúa cambios de unidades automáticos.

 

Magnitud fundamentalLas magnitudes fundamentales son aquellas magnitudes físicas que, gracias a su combinación, dan

origen a las magnitudes derivadas. Tres de las magnitudes fundamentales más importantes son lamasa,

la longitud y el tiempo, pero en ocasiones en física también nos pone como agregadas a la temperatura,

la intensidad luminosa, la cantidad de sustancia y la intensidad de corriente.

Unidades en el Sistema Internacional de Unidades (SI) [editar]

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 amperio (A)

Para la cantidad de sustancia el mol (mol)

Para la Intensidad luminosa la candela (cd)

Véase también: Unidades básicas del SI.

Sistemas en desuso [editar]

Unidades en el Sistema Cegesimal familiar [editar]

Las unidades usadas en el C.G.S para medir estas magnitudes fundamentales son las siguientes:

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)

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Magnitudes físicas

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Magnitudes Fundamentales Y Derivadas 

Uno de los principales problemas que se tienen a la hora de medir son las unidades, hablando estrictamente en los siglos pasados, ya que no se tenían unidades definidas internacionalmente como se tiene en la actualidad, en esa época cada provincia tenía una unidad definida, por consiguiente existía una unidad métrica para cada provincia, también dependiendo del país o la naturaleza del producto. Estrictamente para cada clase de magnitud deberá definirse una unidad de medida específicamente para ese tipo de magnitud, es decir, existen unidades para el tiempo, la masa, densidad absoluta, longitud, etc.

Existen dos conceptos principales que se manejan, las magnitudes fundamentales y las magnitudes derivadas.

Las magnitudes fundamentales son aquellas unidades que corresponden estrictamente para una clase específica de magnitud fundamental por ejemplo; hablando del sistema internacional para la masa y la longitud que son magnitudes fundamentales les corresponden el kilogramo y el metro respectivamente que estas son unidades fundamentales.

Las magnitudes derivadas resultan al combina las magnitudes fundamentales con sigo mismas, es decir, multiplicarlas, dividirlas, etc. o combinar magnitudes fundamentales con magnitudes derivadas para obtener otra clase de magnitudes derivadas por ejemplo; la densidad absoluta la unidad que la rige es una magnitud derivada ya que se forma al combinar una magnitud fundamental con una derivada, clarificando, esta se forma con una derivada elm3  y otra fundamental el kilogramo (Kg), estado dos de dividen y la magnitud derivada de la densidad absoluta se expresa como Kg/m3 .

Ejemplo de algunas magnitudes fundamentales en el SI:

Magnitud fisica. Simbolo. Unidad.

Longitud. metro. m.

Masa. Kilogramo. Kg.

Tiempo. segundo. s.

Temperatura. Kelvin. K.

Cantidad de sustancia. mol. mol.

Intensidad de corriente eléctrica. ampere. A.

Ejemplo de algunas magnitudes derivadas en el SI:

Magnitud. Unidad SI.

Area. m2.

Aceleración. m/s2.

Fuerza. Kgm/s2= Newton.

Presión. N/m2= Pascal.

Trabajo y Energía. Nm = joule.

Velocidad. m/s.

Volumen. m3.

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Fisica FISICA IMPORTANCIA DE LA FISICA RAMAS DE LA FÍSICA. RELACIÓN DE FÍSICA CON OTRAS CIENCIAS MAGNITUDES FÍSICAS Y UNIDADES FUNDAMENTALES ANALISIS DIMENSIONAL, CONVERSIONES,ERRORES MOVIMIENTO MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES VECTORES LEYES DE NEWTON TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA

MAGNITUDES FÍSICAS Y UNIDADES FUNDAMENTALESOBJETIVO:Comprender la importancia de la medición 

MEDICIONES Se consideran Ciencias experimentales aquellas que por sus características y, particularmente por el tipo de problemas de los que se ocupan, pueden someter sus afirmaciones o enunciados al juicio de la experimentación. En un sentido científico la experimentación hace alusión a una observación controlada; en otros términos, experimentar es reproducir en el laboratorio el fenómeno en estudio con la posibilidad de variar a voluntad y de forma precisa las condiciones de

observación. La F ísica y la Química constituyen ejemplos de Ciencias experimentales. La historia de ambas disciplinas pone de manifiesto que la experimentación ha desempeñado un doble papel en su desarrollo. Con frecuencia, los experimentos científicos sólo pueden ser entendidos en el marco de una teoría que orienta y dirige al investigador sobre qué es lo que hay que buscar y sobre qué hipótesis deberán ser contrastadas experimentalmente. Pero, en ocasiones, los resultados de los experimentos generan información que sirve de base para una elaboración teórica posterior. Este doble papel de la experimentación como juez y guía del trabajo científico se apoya en la realización de medidas que facilitan una descripción de los fenómenos en términos de cantidad. La medida constituye entonces una operación clave en las ciencias experimentales. 

MAGNITUDES Y MEDIDA El gran físico inglés Kelvin consideraba que solamente puede aceptarse como satisfactorio nuestro conocimiento si somos capaces de expresarlo mediante números. Aun cuando la afirmación de Kelvin tomada al pie de la letra supondría la descalificación de valiosas formas de conocimiento, destaca la importancia del conocimiento cuantitativo. La operación que permite expresar una propiedad o atributo físico en forma numérica es precisamente la medida. 

Magnitud, cantidad y unidad La noción de magnitud está inevitablemente relacionada con la de medida. Se denominan magnitudes a ciertas propiedades o aspectos observables de un sistema físico que pueden ser expresados en forma numérica. En otros términos, las magnitudes son propiedades o atributos medibles . La longitud, la masa, el volumen, la fuerza, la velocidad, la cantidad de sustancia son ejemplos de magnitudes físicas. La belleza, sin embargo, no es una magnitud, entre otras razones porque no es posible elaborar una escala y mucho menos un aparato que permita determinar cuántas veces una persona o un objeto es más bello que otro. La sinceridad o la amabilidad tampoco lo son. Se trata de aspectos cualitativos porque indican cualidad y no cantidad. En el lenguaje de la física la noción de cantidad se refiere al valor que toma una magnitud dada en un cuerpo o sistema concreto; la longitud de esta mesa, la masa de aquella moneda, el volumen de ese lapicero, son ejemplos de cantidades. Una cantidad de referencia se denomina unidad y el sistema físico que encarna la cantidad considerada como una unidad se denomina patrón. 

La medida como comparación La medida de una magnitud física supone, en último extremo, la comparación del objeto que encarna dicha propiedad con otro de la misma naturaleza que se toma como referencia y que constituye el patrón. 

Tipos de magnitudes Entre las distintas propiedades medibles puede establecerse una clasificación básica. Un grupo importante de ellas quedan perfectamente determinadas cuando se expresa su cantidad mediante un número seguido de la unidad correspondiente. Este tipo de magnitudes reciben el nombre de magnitudes escalares. La longitud, el volumen, la masa, la temperatura, la energía, son sólo algunos ejemplos. Sin embargo, existen otras que precisan para su total definición que se especifique, además de los elementos anteriores, una dirección o una recta de acción y un sentido: son las llamadas magnitudes vectoriales o dirigidas. La

fuerza es un ejemplo claro de magnitud vectorial, pues sus efectos al actuar sobre un cuerpo dependerán no sólo de su cantidad, sino también de la línea a lo largo de la cual se ejerza su acción. Al igual que los números reales son utilizados para representar cantidades escalares, las cantidades vectoriales requieren el empleo de otros elementos matemáticos diferentes de los números, con mayor capacidad de descripción. Estos elementos matemáticos que pueden representar intensidad, dirección y sentido se denominan vectores. Las magnitudes que se manejan en la vida diaria son, por lo general, escalares. El dependiente de una tienda de ultramarinos, el comerciante o incluso el contable, manejan masas, precios, volúmenes, etc., y por ello les es suficiente saber operar bien con números. Sin embargo, el físico, y en la medida correspondiente el estudiante de física, al tener que manejar magnitudes vectoriales, ha de operar, además, con vectores. En las Ciencias Físicas tanto las leyes como las definiciones relacionan matemáticamente entre sí grupos, por lo general amplios, de magnitudes. Por ello es posible seleccionar un conjunto reducido pero completo de ellas de tal modo que cualquier otra magnitud pueda ser expresada en función de dicho conjunto. Esas pocas magnitudes relacionadas se denominan magnitudes fundamentales, mientras que el resto que pueden expresarse en función de las fundamentales reciben el nombre de magnitudes derivadas. Cuando se ha elegido ese conjunto reducido y completo de magnitudes fundamentales y se han definido correctamente sus unidades correspondientes, se dispone entonces de un sistema de unidades. La definición de unidades dentro de un sistema se atiene a diferentes criterios. Así la unidad ha de ser constante como corresponde a su función de cantidad de referencia equivalente para las diferentes mediciones, pero también ha de ser reproducible con relativa facilidad en un laboratorio. 2.1 UNIDADES FUNDAMENTALES 

OBJETIVO: Diferenciar las unidades fundamentales de las derivadas 

Unidad de Longitud: El metro (m) es la longitud recorrida por la luz en el vacío durante un período de tiempo de 1/299,792,458 s. Unidad de Masa: El kilogramo (kg) es la masa del prototipo internacional de platino iridiado que se conserva en la Oficina de Pesas y Medidas de París. Unidad de Tiempo: El segundo (s) es la duración de 9,192,631,770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre dos niveles fundamentales del átomo Cesio 133. Unidad de Corriente Eléctrica: El ampere (A) es la intensidad de corriente, la cual al mantenerse entre dos conductores paralelos, rectilíneos, longitud infinita, sección transversal circular despreciable y separados en el vacío por una distancia de un metro, producirá una fuerza entre estos dos conductores igual a 2 × 10 -7 N por cada metro de longitud.Unidad de Temperatura Termodinámica: El Kelvin (K) es la fracción 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Unidad de Intensidad Luminosa: La candela (cd) es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia 540 × 10 12 hertz y que tiene una intensidad energética en esta dirección de 1/683 W por estereorradián (sr). Unidad de Cantidad de Sustancia: El mol es la cantidad de materia contenida en un sistema y que tiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kilogramos de carbono 12. Cuando es utilizado el mol, deben ser especificadas las entidades elementales y las mismas pueden ser átomos, moléculas, iones,

electrones, otras partículas o grupos de tales partículas. 

Las unidades base del Sistema Internacional de Unidades son: MAGNITUD BASE NOMBRE SÍMBOLO longitud metro m masa kilogramo kg tiempo segundo s corriente eléctrica Ampere A temperatura termodinámica Kelvin K cantidad de sustancia mol mol intensidad luminosa candela cd 

TAREA 1. Elaborar en una cartulina las magnitudes fundamentales del S. I.2.2 Unidades derivadas 

OBJETIVO: Diferenciar las unidades fundamentales de las derivadas 

A partir de estas siete unidades de base se establecen las demás unidades de uso práctico, conocidas como unidades derivadas, asociadas a magnitudes tales como velocidad, aceleración, fuerza, presión, energía, tensión, resistencia eléctrica, etc. Ciertas unidades derivadas han recibido unos nombres y símbolos especiales. Estas unidades pueden así mismo ser utilizadas en combinación con otras unidades base o derivadas para expresar unidades de otras cantidades. Estos nombres y símbolos especiales son una forma de expresar unidades de uso frecuente. 

Coulomb (C): Cantidad de electricidad transportada en un segundo por una corriente de un amperio. Joule (J): Trabajo producido por una fuerza de un newton cuando su punto de aplicación se desplaza la distancia de un metro en la dirección de la fuerza. Newton (N): Es la fuerza que, aplicada a un cuerpo que tiene una masa de 1 kilogramo, le comunica una aceleración de 1 metro por segundo, cada segundo. Pascal (Pa): Unidad de presión. Es la presión uniforme que, actuando sobre una superficie plana de 1 metro cuadrado, ejerce perpendicularmente a esta superficie una fuerza total de 1 newton. Volt (V): Unidad de tensión eléctrica, potencial eléctrico, fuerza electromotriz. Es la diferencia de potencial eléctrico que existe entre dos puntos de un hilo conductor que transporta una corriente de intensidad constante de 1 ampere cuando la potencia disipada entre esos puntos es igual a 1 watt. Watt (W): Potencia que da lugar a una producción de energía igual a 1 joule por segundo. Ohm ( O ): Unidad de resistencia eléctrica. Es la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 volt aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 ampere, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor. Weber (Wb): Unidad de flujo magnético, flujo de inducción magnética. Es el flujo magnético que, al atravesar un circuito de una sola espira produce en la misma una fuerza electromotriz de 1 volt si se anula dicho flujo en 1 segundo por decrecimiento uniforme. La Ley Federal sobre Metrología y Normalización establece que el Sistema

Internacional es el sistema de unidades oficial en México. Cuando se ha elegido ese conjunto reducido y completo de magnitudes fundamentales y se han definido correctamente sus unidades correspondientes, se dispone entonces de un sistema de unidades. La definición de unidades dentro de un sistema se atiene a diferentes criterios. Así la unidad ha de ser constante como corresponde a su función de cantidad de referencia equivalente para las diferentes mediciones, pero también ha de ser reproducible con relativa facilidad en un laboratorio. 2.3 EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) OBJETIVO: Entender la importancia de tener un sistema internacional de medidas 

En esta línea de acción, la XI Conferencia General de Pesas y Medidas celebrada en París en 1,960 tomó la resolución de adoptar el llamado con anterioridad Sistema Práctico de Unidades, como Sistema Internacional, que es, precisamente, como se le conoce a partir de entonces. El Sistema Internacional de Unidades (abreviadamente SI) distingue y establece, además de las magnitudes básicas y de las magnitudes derivadas, un tercer tipo formado por aquellas que aún no están incluidas en ninguno de los dos anteriores, son denominadas magnitudes suplementarias. El SI es el sistema práctico de unidades de medidas adoptado por la XI Conferencia General de Pesas y Medidas celebrada en octubre de 1,960 en París. Trabaja sobre siete magnitudes fundamentales (longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente eléctrica, temperatura absoluta, intensidad luminosa y cantidad de sustancia) de las que se determinan sus correspondientes unidades fundamentales (metro, kilogramo, segundo, ampere, Kelvin, candela y mol). De estas siete unidades se definen las derivadas (coulomb, joule, newton, pascal, volt, ohm, etc.), además de otras suplementarias de estas últimas A estas siete magnitudes fundamentales hay que añadir dos suplementarias asociadas a medidas angulares, el ángulo plano y el ángulo sólido. La definición de las diferentes unidades fundamentales ha evolucionado con el tiempo al mismo ritmo que las propias ciencias físicas. Así, el segundo se definió inicialmente como 1/86,400 la duración del día solar medio, esto es, promediado a lo largo de un año. Un día normal tiene 24 h aproximadamente, es decir 24 h. 60 min = 1,400 min y 1,400 min.60 s = 86,400 s ; no obstante, esto tan sólo es aproximado, pues la duración del día varía a lo largo del año en algunos segundos, de ahí que se tome como referencia la duración promediada del día solar. Pero debido a que el periodo de rotación de la Tierra puede variar, y de hecho varía, se ha acudido al átomo para buscar en él un periodo de tiempo fijo al cual referir la definición de su unidad fundamental. A lo largo de la historia el hombre ha venido empleando diversos tipos de sistemas de unidades. Estos están íntimamente relacionados con la condición histórica de los pueblos que las crearon, las adaptaron o las impusieron a otras culturas. Su permanencia y extensión en el tiempo lógicamente también ha quedado ligada al destino de esos pueblos y a la aparición de otros sistemas más coherentes y generalizados. El sistema anglosajón de medidas -millas, pies, libras, Grados Fahrenheit - todavía en vigor en determinadas áreas geográficas, es, no obstante, un ejemplo evidente de un sistema de unidades en recesión. Otros sistemas son el cegesimal - centímetro, gramo, segundo -, el terrestre o técnico -metro-kilogramo, fuerza-segundo-, el Giorgi o MKS - metro, kilogramo, segundo- y el sistema métrico decimal, muy extendido en ciencia, industria y comercio, y que constituyó la base de elaboración del Sistema Internacional. 

2.4 SISTEMA MKS Y CGS. 

OBJETIVO: Diferenciar los sistemas más importantes del SI 

SISTEMA MKS (metro, kilogramo, segundo) El nombre del sistema está tomado de las iniciales de sus unidades fundamentales. 

La unidad de longitud del sistema M.K.S.: METRO: Es una longitud igual a la del metro patrón que se conserva en la Oficina Internacional de pesas y medidas. La unidad de masa es el kilogramo: KILOGRAMO: Es una masa igual a la del kilogramo patrón que se conserva en la Oficina Internacional de pesas y medidas. Un kilogramo (abreviado Kg.) es aproximadamente igual a la masa de un decímetro cúbico de agua destilada a 4 º C. La unidad de tiempo de todos los sistemas de unidades es el segundo. SEGUNDO: Se define como la 86,400 ava. Parte del día solar medio. Los días tienen diferente duración según las épocas del año y la distancia de la Tierra al Sol. El día solar medio es el promedio de duración de cada no de los días del año. 

SISTEMA C.G.S. (centímetro, gramo, segundo). El sistema C.G.S. llamado también sistema cegesimal, es usado particularmente en trabajos científicos. Sus unidades son submúltiplos del sistema M.K.S. La unidad de longitud: Es el CENTÍMETRO, o centésima parte del metro. La unidad de masa: Es el GRAMO, o milésima parte del kilogramo. La unidad de tiempo: Es el SEGUNDO. 

Unidad/Sistema C.G.S M.K.S Técnico otros 1 otros 2 Masa g Kg slug Lb Longitud cm m m pulg pie Tiempo s s s s s Velocidad cm/s m/s m/s pulg/s pie/s Aceleración cm/s 2 m/s 2 m/s 2 pulg/s 2 pie/s 2 Fuerza dina N Kgf Lbf Presión dina/cm 2 Pa = N/m 2 Kgf/m 2 Lbf/pulg 2 atm o lbf/pie 2 Trabajo ergio (J) Joule B.T.U cal Potencia ergio/s Watt (J/s) H.P C.V cal/s Momento dina.cm N.m Kgf.m Lbf.pulg Lbf.pie 

2.5 SISTEMA INGLÉS DE UNIDADES 

OBJETIVO: Entender la importancia que aún tiene el sistema inglés en la vida diaria

El sistema inglés de unidades o sistema imperial, es aún usado ampliamente en los Estados Unidos de América y, cada vez en menor medida, en algunos países con tradición británica. Debido a la intensa relación comercial que tiene nuestro país con los EUA, existen aún en México muchos productos fabricados con especificaciones en este sistema. Ejemplos de ello son los productos de madera,

tornillería, cables conductores y perfiles metálicos. Algunos instrumentos como los medidores de presión para neumáticos automotrices y otros tipos de manómetros frecuentemente emplean escalas en el sistema inglés. El Sistema Inglés de unidades son las unidades no-métricas que se utilizan actualmente en los Estados Unidos y en muchos territorios de habla inglesa (como en el Reino Unido ), pero existen discrepancias entre los sistemas de Estados Unidos e Inglaterra. Este sistema se deriva de la evolución de las unidades locales a través de los siglos, y de los intentos de estandarización en Inglaterra . Las unidades mismas tienen sus orígenes en la antigua Roma. Hoy en día, estas unidades están siendo lentamente reemplazadas por el Sistema Internacional de Unidades , aunque en Estados Unidos la inercia del antiguo sistema y el alto costo de migración ha impedido en gran medida el cambio. 

EQUIVALENCIAS DE LAS UNIDADES INGLESAS. 

LONGITUD 1 milla = 1,609 m 1 yarda = 0.915 m 1 pie = 0.305 m 1 pulgada = 0.0254 m 

MASA 1 libra = 0.454 Kg. 1 onza = 0.0283 Kg. 1 ton. inglesa = 907 Kg. 

SUPERFICIE 1 pie 2 = 0.0929m^2 1 pulg 2 . = 0.000645m^2 1 yarda 2 = 0.836m^2 

VOLUMEN Y CAPACIDAD 1 yarda 3 = 0.765 m^3 1 pie 3 = 0.0283 m^3 1 pulg 3 . = 0.0000164 m^3 1 galón = 3.785 l. 

TAREA 2.Elaborar una tabla con las unidades fundamentales del S.I. y sus equivalencias al Sistema Inglès. 

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►  2009 (1)

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MAGNITUDES FISICAS Y SUS UNIDADES; FORMAS DE MEDICIÓN

 

Son siete las magnitudes fundamentales con sus respectivas unidades, a las cuales se añaden dos magnitudes complementarias con sus unidades:

 

Magnitudes fundamentales Nombre SímboloLongitud metro mMasa kilogramo KgTiempo segundo sIntensidad de corriente eléctrica amperio ATemperatura absoluta kelvin KIntensidad luminosa candela cdCantidad de materia mol molMagnitudes complementarias NombreÁngulo plano radiánÁngulo sólido estereorradián

 

 

Otras magnitudes y sus unidades son derivadas de las anteriores nueve, como por ejemplo: superficie (metro al cuadrado), velocidad (metro por segundo) y masa en volumen (kilogramo por metro cúbico).

 

He aquí una tabla con magnitudes derivadas, sus unidades y su equivalente en unidades fundamentales:

 

Magnitud derivada Nombre Símbolo Expresión en unidades básicas

Frecuencia hertz Hz s-1

Fuerza newton N m·kg·s-2

Presión pascal Pa m-1·kg·s-2

Energía joule J m2·kg·s-2

Potencia watt W m2·kg·s-3

carga eléctrica coulomb C s·APotencial eléctrico volt V m2·kg·s-3·A-1

Resistencia eléctrica ohm W m2·kg·s-3·A-2

Capacidad eléctrica farad F m-2·kg-1·s4·A2

Flujo magnético weber Wb m2·kg·s-2·A-1

Inducción magnética tesla T kg·s-2·A1

Inductancia henry H m2·kg s-2·A-2

Las medidas directas son aquellas que se realizan con un aparato de medida. Por ejemplo: medir una longitud con una cinta métrica o tomar la temperatura con un termómetro.

 

Las medidas indirectas calculan el valor de la medida mediante una fórmula matemática, previo cálculo de las magnitudes que intervienen en la fórmula por medidas directas. Un ejemplo sería calcular el volumen del aula a partir de la medición directa de su largo, ancho y altura.

 

Error absoluto es igual a la imprecisión que acompaña a la medida. Nos da idea de la sensibilidad del aparato o de la cuidadosas que han sido las mediciones. Ejemplos:   5 Kg  0.3 Kg;   233 seg  5 seg.

 

Error relativo es el cociente entre el error absoluto y nuestra medición, expresado en porcentaje. Ejemplo: Si cometemos un error absoluto de 0.2 metros en una medición de 8 metros, nuestro error relativo sería (0.2  8)  100 = 2.5% de error. Nuestra medición la expresaríamos así: 8 metros  2.5%.

 

 

PREGUNTAS

 

1) ¿Cuáles son las siete magnitudes fundamentales? 

2) ¿Cuáles son las dos magnitudes complementarias? 

3) ¿Qué es una medida directa? 

4) ¿Qué es una medida indirecta? 

5) ¿Qué es error absoluto? 

6) ¿Qué es error relativo? 

 

2.3. MAGNITUDES FUNDAMENTALES Y DERIVADASHace varios siglos se utilizaban diferentes unidades de medida en cada

país, incluso en cada región, por razones comerciales sobre todo, por necesidades científicas, todos los piases llegaron a un acuerdo de utilizar las mismas unidades. Se denominaron unidades fundamentales del S.I. 

 

TABLA UNIDADES FUNDAMENTALES DEL SISTEMA INTERNACIONAL

Magnitud Nombre de la unidad

Símbolo

Longitud Metro m

Masa Kilogramo Kg

Tiempo Segundo s

Intensidad de corriente eléctrica

Amperio A

Temperatura Grados Kelvin K

Intensidad luminosa Candela cd

Cantidad de Materia Molécula gramo mol

Como consecuencia de las unidades básicas que hemos definido podemos obtener otro conjunto de unidades denominadas “Unidades derivadas del S.I.”

TABLA UNIDADES DERIVADAS DEL SISTEMA INTERNACIONAL

Magnitud Nombre de la unidad Símbolo

Area superficie Metro al cuadrado m2

Volumen Metros al cubo m3

Velocidad Metro por segundo m/s

Aceleración Metro por cada segundo al cuadrado

m/s2

Densidades Kilogramo por cada metro al cubo

Kg/ m3

Existen también como consecuencia de los descubrimientos científicos logrados por el hombre otro conjunto de unidades derivadas en el S.I.:

TABLA UNIDADES DERIVADAS DEL SISTEMA INTERNACIONAL

Magnitud Nombre de la unidad

Símbolo

Fuerza Newton N

Presión Pascal Pa

Trabajo/Energía Julio J

Potencia Watio W

Resistencia eléctrica Ohmio

Carga eléctrica Coulombio C

Capacidad Eléctrica Faradio F

Voltaje o diferencia de potencial

Voltio V

Unidades definidas a partir de las unidades del S.I. que no son múltiplos o submúltiplos decimales de dichas unidades.

Magnitud

Nombre de la unidad

Símbolo Equivalencia

Tiempo minuto min 60 s

hora h 3600 s

día d 86400 s

Ángulo grados º 360º = 2 rad

Otras unidades de uso frecuente:

Magnitud

Nombre de la unidad

Símbolo Equivalencia

Volumen litro l 1000 l = 1 m3

Superficie hectárea ha 1 ha = 10.000 m2

Magnitudes fundamentalesLasmagnitudes fundamentalesson aquellasmagnitudes físicasque, gracias a sucombinación, dan origen a lasmagnitudes derivadas. Tres de las magnitudesfundamentales son la masa, lalongitudy eltiempo.Estas son: Unidades en el SILas unidades usadas en elSIpara estas magnitudes fundamentales son las siguientes:•Para la masa se usa elkilogramo(kg)•Para la longitud se usa elmetro(m)•

Para el tiempo se usa elsegundo(s)•Para la temperatura elkelvin(K )•Para la Intensidad de corriente eléctrica elAmperio( A)•Para la cantidad de sustancia elMol(mol)•Para la Intensidad luminosa laCandela(cd)Véase también: Unidades básicas del SISistemas en desusoUnidades en el Sistema CegesimalLas unidades usadas en elC.G.Spara medir estas magnitudes fundamentales son lassiguientes:•Para la masa se usa elgramo(g)•Para la longitud se usa elcentímetro(cm)•Para el tiempo el segundo (s)Unidades del Sistema MKS[editar]•Para la masa se usa elkilogramo(kg)•

Para la longitud se usa elmetro(m)•Para el tiempo se usa elsegundo(s)Muy parecido a éste es elSistema Técnico de UnidadesMagnitudes derivadas del SITodas las magnitudes físicas restantes se definen como combinación de las magnitudesfísicas definidas como fundamentales. Por ejemplo:•v (velocidad) = L/T

•V (Volumen) = M³•D (Densidad) = M/L³•A (Aceleración) = L/T²•F (Fuerza) = M • L/T²Véase también: Unidades derivadas del SI

Algunas magnitudes derivadas y sus unidades:                                                  

Velocidad m/s

Superficie m2

Volumen m3

Densidad kg/m3

 

UnidadesdeRiVadas mÁsfReCUentes

MAGNITUD

UNIDAD EXPRESIÓN EN

UNIDADES

FUNDAMENTALES

U OTRAS

UNIDADES

NOMBRE SÍMBOLO

ESPACIO Y TIEMPO

Superficie, área metro cuadrado m2

m2

volumen metro cúbico m3

m3

velocidad angular radián por segundo rad/s s

-1.rad

velocidad metro por segundo m/s m.s-1

aceleración metro por segundo por segundo m/s2

m.s -2

frecuencia hercio Hz s

-1

frecuencia de rotación por segundo s

-1 s

UNIDADES DERIVADAS

_______________________________________________________________________

Cantidad Dimensión Nombre Símbolo

______________________________________________________________________________

Energía (ML2

T-2) Joule J

Frecuencia (T-1) Hertz H

Fuerza (MLT-2) Newton N

Presión (ML-1

T-2) Pascal Pa

Potencia (ML2

T-3) Watio W

Capacidad Eléctrica (M-1

L-2

T4

A2) Farad F

Carga Eléctrica (AT) Coulombio C

Conductancia Eléctrica (M-1

L-2

T3

A2) Siemens S

Inductancia Eléctrica (ML2

T-2

A-2) Henry H

Potencial (dif.) Eléctrica (ML2

T-3

A-1) Voltio V

Resistencia Eléctrica (ML2

T-3

A-2) Ohmio Ω

Flujo Magnético (ML2

T-2

A-1) Weber Wb

Inducción Magnética (MT-

2

A-1) Tesla T

Flujo Luminoso (I) Lumen lm

Iuminación (IL-2) Lux lx

Algunas unidades SI derivadas

Magnitud Unidad SI Nombre Expresión Expresión en

Derivada derivada

en términos de otras unidades

SI

términos de unidades  básicas

SI

ángulo plano

radián (a) rad m·m-1 = 1 (b)

ángulo sólido

estereorradián(a) sr(c) m2·m-2 = 1 (b)

frecuencia hertz (hercio) Hz s-1

fuerza newton N m·kg·s-2

presión, esfuerzo

pascal Pa N/m2 m-1·kg·s-2

energía, trabajo, cantidad de calor

joule (julio) J N·m m2·kg·s-2

potencia, flujo radiante

watt (vatio) W J/s m2·kg·s-3

carga eléctrica, cantidad de electricidad

coulomb (culombio)

C s·A

  

Magnitud Derivada

Unidad SI derivada

Nombre

Expresión en

términos de otras unidades

SI

Expresión en términos de

unidades  básicas SI

potencial eléctrico, diferencia de potencial, tensión eléctrica, fuerza electromotriz

volt (voltio) V W/A m2·kg·s-3·A-1

capacitanciafarad

(faradio)F C/V m-2·kg-1·s4·A2

resistencia eléctrica

ohm (ohmio)

V/A m2·kg·s-3·A-2

conductancia eléctrica

siemens S A/V m-2·kg-1·s3·A2

flujo magnético weber Wb V·s m2· kg·s-2·A-1

densidad de flujo magnético

tesla T Wb/m2 kg·s-2·A-1

inductancia henry H Wb/A m2· kg·s-2·A-2

temperatura Celsius

grado Celsius(d) °C K

flujo luminoso lumen lm cd·sr (c) m2·m-2·cd = cd

iluminancia lux  lx lm/m2 m2·m-4·cd = m-2·cd

actividad (de una fuente radioactiva)

becquerel Bq s-1

 

 

Unidad SI

derivada

Nombre

Expresión en

términos de otras

unidades SI

Expresión en términos de unidades  básicas SI

dosis absorbida, energía específica impartida, kerma, índice de dosis absorbida

gray Gy J/kg m2·s-2

dosis equivalente,índice de dosis equivalente

sievert Sv J/kg m2·s-2

 

(a) El radián y el estereorradián pueden emplearse en expresiones para unidades derivadas para distinguir entre cantidades de naturaleza diferente pero igual dimensión.

(b) En la práctica, los símbolos rad y sr se emplean cuando es apropiado pero generalmente se omite la unidad derivada "1".

(c) En fotometría, el nombre estereorradián y el símbolo sr usualmente se conservan en las expresiones de unidades.

(d) Esta unidad puede usarse en combinación con prefijos SI, por ejemplo, miligrados Celsius, m°C.

Algunas unidades SI derivadas

Magnitud Derivada

Unidad SI derivada

Nombre

Expresión en términos

de otras unidades SI

Expresión en términos de unidades  básicas SI

ángulo plano radián (a) rad m·m-1 = 1 (b)

ángulo sólido estereorradián(a) sr(c) m2·m-2 = 1 (b)

frecuencia hertz (hercio) Hz s-1

fuerza newton N m·kg·s-2

presión, esfuerzo

pascal Pa N/m2 m-1·kg·s-2

energía, trabajo, cantidad de calor

joule (julio) J N·m m2·kg·s-2

potencia, flujo radiante

watt (vatio) W J/s m2·kg·s-3

carga eléctrica, cantidad de electricidad

coulomb (culombio)

C s·A

 

Magnitud DerivadaUnidad SI derivada

Nombre

Expresión en términos de

otras unidades SI

Expresión en términos de unidades  básicas SI

potencial eléctrico, diferencia de potencial, tensión eléctrica, fuerza electromotriz

volt (voltio) V W/A m2·kg·s-3·A-1

capacitanciafarad

(faradio)F C/V m-2·kg-1·s4·A2

resistencia eléctrica ohm (ohmio) V/A m2·kg·s-3·A-2

conductancia eléctrica

siemens S A/V m-2·kg-1·s3·A2

flujo magnético weber Wb V·s m2· kg·s-2·A-1

densidad de flujo magnético

tesla T Wb/m2 kg·s-2·A-1

inductancia henry H Wb/A m2· kg·s-2·A-2

temperatura Celsiusgrado

Celsius(d) °C K

flujo luminoso lumen lm cd·sr (c) m2·m-2·cd = cd

iluminancia lux  lx lm/m2 m2·m-4·cd = m-2·cd

actividad (de una fuente radioactiva)

becquerel Bq s-1