MAGNITUDES FÍSICAS APUNTES 1 MAGNITUDES Y UNIDADES

MAGNITUDES FÍSICAS
APUNTES
MAGNITUDES Y UNIDADES
En Ciencias de la Naturaleza se realizan medidas de muchas características de los cuerpos:
temperatura, velocidad, peso, longitud, superficie, en tiempo que tarda algo en caer, en hervir, etc.
Cada una de estas características es lo que se llama magnitud.
Magnitud es cualquier propiedad de los cuerpos que se pueda medir.
Para medir las distintas magnitudes se utilizan distintos instrumentos de medida, balanza,
cronómetro, termómetro, cinta métrica, etc. ¿Pero, qué es medir?
Medir es comparar una magnitud con otra similar
llamada unidad, para saber cuántas veces se repite.
Entonces ¿qué es una unidad?
Unidad es una cantidad que se adopta como patrón para
comparar con ella cantidades de la misma naturaleza.
Las unidades se adoptan por conveniencia para medir las distintas magnitudes, pero, para ser
válidas y que todos las puedan usar deben ser adecuadas y tener unas características definidas. Las
unidades deben ser:
Constantes, en todos los lugares y durante todo el tiempo.
Universales, que todos las podamos usar.
Fáciles de reproducir, que se puedan hacer copias lo más exactas posibles sin dificultad.
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
La observación de un fenómeno es en general incompleta a menos a menos que dé lugar a una
información cuantitativa. Para obtener dicha información se requiere, como ya vimos, la medición
de una propiedad física.
La medición es la técnica por medio de la cual asignamos un número
a una propiedad física, como resultado de una comparación de dicha
propiedad con otra similar tomada como patrón, la cual se ha adoptado
como unidad. La medida de una misma magnitud física puede dar lugar
a cantidades distintas dependiendo de que unidades se empleen para su
medida. Si, por ejemplo, cada uno utiliza los dedos extendidos de la
mano (palmos) para medir una longitud, la cantidad de palmos
dependerá del tamaño de la mano de cada uno.
Este ejemplo, nos pone de manifiesto la necesidad de establecer una
única unidad de medida para una magnitud dada, de modo que la
información sea comprendida por todas las personas. Este es el espíritu
del Sistema Internacional de Unidades de medida, obligatorio en España
y vigente en la Unión Europea. El Sistema Internacional de Unidades se
fundamenta en siete unidades fundamentales o de base, que se definen
independientemente de las demás, correspondientes a las siguientes
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APUNTES
magnitudes:
Magnitud
Nombre
Símbolo
Longitud
metro
m
Masa
kilogramo
kg
Tiempo
segundo
s
Intensidad de corriente eléctrica
ampere
A
Temperatura termodinámica
kelvin
K
Cantidad de sustancia
mol
n
Intensidad luminosa
candela
cd
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.
Varias de estas unidades SI derivadas se expresan simplemente a partir de las unidades SI
fundamentales. Otras han recibido un nombre especial y un símbolo particular.
Magnitud
Nombre
Símbolo
Superficie
metro cuadrado
m2
Volumen
metro cúbico
m3
Velocidad
metro por segundo
m/s
Aceleración
metro por segundo cuadrado
m/s2
Número de ondas
metro a la potencia menos uno
m-1
Masa en volumen
kilogramo por metro cúbico
kg/m3
Velocidad angular
radián por segundo
rad/s
Aceleración angular
radián por segundo cuadrado
rad/s2
NOTACIÓN CIENTÍFICA
La notación científica se emplea frecuentemente en la ciencia para simplificar cálculos y
permite la representación concisa de números muy grandes o muy pequeños usando potencias de
diez.
La notación científica consiste en representar un número entero o decimal como potencia de
diez.
Por ejemplo, representar en notación científica: 7.856.
1. Se traslada la coma decimal hacia la izquierda, de tal manera que sólo quede un dígito
entero diferente de cero.
7.856,0
7,8560
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APUNTES
La coma se trasladó 3 cifras.
2. El número de cifras que la coma salta indica el exponente de la potencia de diez; como las
cifras saltadas son 3, la potencia es de 10³.
3. El signo del exponente es positivo, si el punto decimal se recorre a la izquierda, y
negativo si se recorre a la derecha. Recuerda que el signo positivo en el caso de los
exponentes no se anota; se sobreentiende.
Por lo tanto, la notación científica de la cantidad 7.856 es: 7,856 x 10³
OTRAS UNIDADES
Hay muchas unidades, que utilizamos habitualmente, que no se encuentran en el SI, las
horas, los días, los años, los grados centígrados, la hectárea, el litro, la docena. En otros países
utilizan también las millas, las pulgadas. Para poder trabajar con estas unidades y expresarlas en el
SI hay que convertirlas y para ello es necesario saber la equivalencia entre una y otra medida.
Por otra parte existen también múltiplos y submúltiplos de las unidades dependiendo del
tamaño de las medidas, el sistema que se utiliza es el sistema métrico decimal, así, los símbolos de
las unidades pueden verse afectados de prefijos que actúan como múltiplos y submúltiplos
decimales. Estos prefijos se colocan delante del símbolo de la unidad correspondiente sin espacio
intermedio. El conjunto del símbolo más el prefijo equivale a una nueva unidad que puede
combinarse con otras unidades y elevarse a cualquier exponente (positivo o negativo). Los prefijos
decimales se muestran en las tablas siguientes.
Múltiplos decimales
Prefijo Símbolo Factor
deca
da
101
hecto
h
102
kilo
k
103
mega
M
106
giga
G
109
tera
T
1012
peta
P
1015
exa
E
1018
zetta
Z
1021
yotta
Y
1024
Submúltiplos decimales
Prefijo Símbolo Factor
deci
d
10-1
centi
c
10-2
mili
m
10-3
micro
μ
10-6
nano
n
10-9
pico
p
10-12
femto
f
10-15
atto
a
10-18
zepto
z
10-21
yocto
y
10-24
Existen algunas normas para escribir las unidades, son las siguientes:
Los símbolos que corresponden a unidades derivadas de nombres propios se escriben con la
letra inicial mayúscula (ejemplos: A, V, etc.). Siempre con letras romanas a excepción del
ohm, que es la letra griega .
Los demás símbolos se escriben con letras romanas minúsculas.
Los símbolos de las unidades no cambian de forma para el plural (no incorporan ninguna s)
y no van seguidos de punto.
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APUNTES
Las unidades derivadas se definen como productos o cocientes de las unidades
fundamentales o derivadas aunque también pueden utilizarse unidades derivadas con
nombre propio. Para expresar las unidades derivadas pueden utilizarse los siguientes
métodos:
o Poner las diferentes unidades una a continuación de otra sin separación; por ejemplo:
As, Nm. En este caso se deben evitar las combinaciones en que una unidad que tiene
el mismo símbolo que un prefijo se coloque delante ya que pueden dar lugar a
confusión. Por ejemplo no debe utilizarse mN (que significa milinewton) en lugar de
Nm (newton por metro).
o Poner las diferentes unidades separadas por un punto alto; por ejemplo: A·s, N·m.
Esta disposición es preferible a la anterior. En este caso también conviene evitar las
combinaciones que puedan dar lugar a confusión si el punto es poco visible (así hay
que evitar, por ejemplo, m·N).
o En el caso de cocientes puede utilizarse:
 Un cociente normal
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 La barra inclinada (m/s, m/s ) evitando el uso de productos en el
denominador; por ejemplo podemos escribir: kg/A/s2 en lugar de kg/(A·s2).
-1 -2
 Potencias negativas; por ejemplo: kg·A ·s .
Los nombres de las unidades se escriben siempre con minúsculas.
Los nombres de las unidades llevan una s cuando se escriben en plural, excepto los que
terminan en s, z o x.
Los nombres de las unidades que corresponden a nombres de personas deben
escribirse con idéntica ortografía que el nombre correspondiente pero, como es lógico, con
minúscula inicial.
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