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Magnitudes y unidades

Medir tiene su complicación

Son muchas las veces que, para estudiar lo que nos rodea tenemos que realizar medidas, pero, ¿todas las medidas son válidas? ¿Qué es medir en realidad? Vas a comprender que las medidas han de cumplir con una serie de requisitos.

Las medidas tienen que ser objetivas

Una «magnitud física» es cualquier cosa que se pueda medir de manera objetiva. Por ejemplo, la velocidad, la longitud o el peso son magnitudes. Por el contrario, la amistad, el amor o la valentía no son magnitudes porque no es posible medirlas de manera objetiva. Pero, ¿qué significa eso de medir algo?

Medir significa comparar. Cuando mides algo lo estás comparando con un patrón o referencia. Por ejemplo, puedes medir la longitud de tu pupitre usando tu mano como patrón. Dependiendo de lo grande que sea la distancia entre tu dedo pulgar y tu dedo meñique (palmo) obtendrás un valor u otro. Como puedes ver, esta manera de medir no es objetiva, por esa razón la comunidad científica internacional definió patrones para las distintas magnitudes.

Hacerlo de manera que, aunque sean distintos observadores los que miden, el resultado sea siempre el mismo.

Para cada magnitud, se definen unidades

Durante este curso, vamos a usar las «unidades SI» (que son las siglas de «Sistema Internacional»). Este sistema está basado en la clasificación de las magnitudes en dos grupos: magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas.

Se definen siete magnitudes fundamentales y el resto son magnitudes derivadas. En la siguiente tabla puedes ver las magnitudes fundamentales:

MAGNITUD SÍMBOLO UNIDAD ABREVIATURA
Longitud [L] metro m
Masa [M] kilogramo kg
Tiempo [T] segundo s
Temperatura [θ] kelvin K
Intensidad de corriente [I] amperio A
Cantidad de sustancia [N] mol mol
Intensidad luminosa [J] candela cd

En esta otra tabla, tienes algunos ejemplos de magnitudes derivadas:

MAGNITUD SÍMBOLO UNIDAD OTRAS UNIDADES
Superficie [S] m2 ha = 104 m2
Volumen [V] m3 L = 10-3 m3
Densidad [ρ] kg·m-3 g·L-1 ; kg·L-1
Velocidad [v] m·s-1 km·h-1
Aceleración [a] m·s-2
Fuerza [F] kg·m·s-2 (N) kgf = 9.8 N
Presión [P] kg·m-1·s-2 (Pa) mm Hg = 133.3 Pa ; atm = 101 325 Pa
Energía [E] kg·m2·s-2 (J) kWh = 3.6·106 J

Debes saber que los símbolos de las unidades no pueden ser cambiados, es decir, tienes que aprenderlos porque no puedes expresar las medidas de las distintas magnitudes usando símbolos que no sean los de la tabla, para las unidades SI.

Una curiosidad sobre las unidades.

El tamaño de las medidas

No siempre que medimos lo hacemos en sistemas semejantes, lo que implica que, en ocasiones, necesitamos usar valores que son menores o mayores que la unidad de medida correspondiente. En estos casos existen múltiplos y submúltiplos que están expresados en potencias de diez. Las dos tablas siguientes serán muy importantes durante gran parte del curso. Sería buena idea que las copiases en tu libreta para tenerlas a mano.

Múltiplos
PREFIJO exa peta tera giga mega kilo hecto deca
SÍMBOLO E P T G M k h da
EQUIVALENCIA 1018 1015 1012 109 106 103 102 10
Submúltiplos
PREFIJO deci centi mili micro nano pico femto atto
SÍMBOLO d c m μ n p f a
EQUIVALENCIA 10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18

Cuando una unidad refiere el nombre de un científico o científica, el nombre de la unidad se tiene que escribir en minúscula, pero su símbolo se escribe en mayúscula. Algunos ejemplos son el newton (N), el julio (J), el culombio (C), etc.

Lectura facilitada

Las magnitudes físicas son propiedades de los sistemas que podemos medir de manera objetiva, es decir, que siempre se obtiene el mismo valor sea quien sea el que la mida.

Son ejemplos de magnitudes físicas la velocidad, la longitud o el peso.

Medir significa comparar cosas. Para medir comparamos con referencias o patrones. La comunidad científica ha creado patrones con los que hacer medidas objetivas y son los que llamamos unidades.

Una misma magnitud puede expresarse en muchas unidades distintas, pero este curso usaremos en «Sistema Internacional» de unidades y debes copiar en tu libreta la tabla de magnitudes fundamentales y sus unidades. También debes copiar las tablas de múltiplos y submúltiplos porque las medidas pueden ser muy grandes o muy pequeñas.

Cuestiones para practicar

Te presento una serie de actividades para que puedas trabajar esta parte.

Nivel básico

a) Explica qué se entiende por magnitud, medida y unidad. Pon un ejemplo de cada una para ilustrar tus explicaciones.

b) En una botella de leche podemos leer que contiene 1 L. ¿Cuál es la magnitud y cuál es la unidad?

Resolución de los ejercicios

Nivel medio

a) ¿Sólo podemos observar los que vemos? Justifica tu respuesta.

b) De las siguientes magnitudes indica cuáles son fundamentales y cuáles son derivadas. Añade un par de ejemplos más a cada lista: i) longitud; ii) temperatura; iii) presión; iv) volumen; v) cantidad de sustancia; vi) aceleración.

Resolución de los ejercicios

Nivel avanzado

a) ¿Es el tiempo una magnitud vectorial o escalar? ¿Por qué?

b) Completa la siguiente frase: La edad tiene dimensión de (   ).

Resolución de los ejercicios

Puedes ver un ejemplo de resolución del ejercicio a) si clicas aquí.

La resolución del ejercicio b) la tienes en este enlace.

Accede a la resolución del ejercicio a) desde este enlace.

La resolución del ejercicio b) la tienes aquí.

Accede a la resolución del ejercicio desde este enlace.

La resolución del ejercicio b) la tienes en este enlace.

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