Cantidades Fisicas
Cantidades Fisicas
Cantidades Fisicas
Para hallar las leyes que gobiernan el movimiento vertical de los cuerpos,
deberíamos observar este fenómeno repetidamente y medir sus magnitudes,
tratando de encontrar alguna relación entre ellas, como la que existe entre la altura
(h) y el tiempo (t), expresada por la ecuación:
at 2
h = h0 + v0t +
2
En esta expresión h y t son variables y Vo y a son constantes.
Las magnitudes físicas se suelen clasificar de muchas formas, por ejemplo, según
su origen pueden ser:
Magnitudes fundamentales
Magnitudes derivadas
Cantidad Física o
Unidad SI Símbolo Dimensión
Magnitud
Longitud metro m L
Masa kilogramo kg M
Tiempo segundo s T
Temperatura kelvin K θ
Se define la masa como una magnitud fundamental que indica la tendencia de los
cuerpos a mantener su estado de reposo o movimiento a velocidad constante
(inercia), medida en una unidad que en el Sistema Internacional es el kilogramo,
el que a su vez está definido como la masa de un cilindro patrón de una aleación
de platino e iridio que se guarda en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas.
Hay que mencionar que en el transcurso de los años y debido a las exigencias de
la ciencia, los patrones de longitud y tiempo han tenido que ser redefinidos sobre
la base de patrones atómicos.
El patrón de longitud, en el año 1969, se definió como 1 650 763,73 longitudes de
onda del 86 Kr, y luego, en el año 1983, como la distancia que viaja la luz en el
vacío en un tiempo de 1 / 299 792 458 segundos.
El segundo, en el año 1967, se definió como el tiempo que duran 9 192 631 770
vibraciones de la radiación emitida por el átomo de cesio.
No se ha desarrollado aún un patrón atómico para medir la masa en el Sistema
Internacional, pero se tiene una magnitud fundamental relacionada que es la
cantidad de sustancia (cantidad de átomos que conforman un cuerpo). La cantidad
de sustancia se mide en moles, donde una mol es 6,023 x 10 23 átomos
contenidos en un número de gramos igual a la masa molecular de la sustancia.
Por ejemplo, una mol de 12 C tiene una masa de 12 gramos y contiene 6,023 x 10
23
átomos.
La unidad de medida de la temperatura es el Kelvin (K), definido en 1967 como la
1/273,16 partes de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
La unidad de medida de la corriente es el amperio (A), definido en 1946 como la
cantidad de corriente que circulando por dos conductores paralelos separados un
metro, produce entre ellos una fuerza de 2x10 -7 N.
La unidad de medida de la intensidad luminosa es la candela, definida en 1979
como la intensidad luminosa de una fuente que emite una radiación
monocromática de frecuencia 540 × 10 12 Hz en una dirección dada, y cuya
intensidad energética en esa dirección es 1/683 vatios por estereorradián.
Las magnitudes derivadas son aquellas cuya definición está dada en términos
de otras magnitudes, por lo que para su medición no se requiere de ningún patrón.
Existen muchas magnitudes derivadas pero sólo 7 magnitudes fundamentales.
Área LxL m2 A L2
Volumen LxLxL m3 V L3
Velocidad media v M = ∆x / t m/s LT −1
Trabajo W = F. d Joule W ML 2 T − 2
Potencia P = W / ∆t Watt P ML2T −3
T−1
Velocidad angular
ω M = ∆θ / ∆t rad/s ω
media
rad/s2
Aceleración
angular media
αM =∆ω/ ∆t α T −2
Diferencia de ∆V = W / q
potencial eléctrico
Volt ∆V I −1ML2T −3
Resistencia
R = ∆V / I Ohm Ω I −2 ML2T −3
eléctrica
Para medir una magnitud física se necesita un sistema de unidades, pero existen
muchos sistemas de unidades y la medición de una magnitud puede arrojar
diferentes resultados dependiendo del sistema que se use.
El desarrollo de la ciencia, la tecnología, y la economía, obligó a pensar en la
creación de un sistema único de medición con características que permitan su fácil
operación y unidades acordes con los valores requeridos por las aplicaciones
científicas y tecnológicas. Este sistema único, aceptado por la mayoría de países
del mundo, es el Sistema Internacional de Unidades (SI) creado en 1960 por la
Conferencia General de Pesas y Medidas. El Sistema Internacional de Unidades,
abreviado SI (en francés, Systeme Internacional d’Unités) es el sistema de
unidades más extensamente usado. Junto con el antiguo sistema métrico decimal,
que es su antecedente
El SI inicialmente definió seis unidades físicas básicas o fundamentales. En 1971
se añadió la séptima unidad básica, el mol.
El sistema legal de unidades que el Perú es el SLUMP creada por ley 23560
basado en el SI, que a través de INDECOPI se encarga de difundir y atender las
consultas que se presentan en el sector público y privado.
Las unidades en el SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES se clasifican en:
1. UNIDADES DE BASE
2. UNIDADES DERIVADAS
3. UNIDADES SUPLEMENTARIAS
USO DEL SLUMP
PREFIJOS SI
El prefijo siempre se escribe junto a la unidad, sin dejar espacio ni tampoco
separándolo con punto, guión o cualquier otro signo ortográfico. A continuación, la
lista de los prefijos SI:
TABLA III
Dado que la amplitud de las medidas que se pueden expresar con los prefijos es
enorme (ver Tabla IV), para evitar recargar la memoria con muchos nombres y el
interés de la simplicidad, se ha limitado el número de posibles múltiplos y
submúltiplos con nombre propio. Es por ello que solo lo tienen en escalones de
mil en mil. Así, tomamos la longitud, los múltiplos preferidos serán:
kilogramo 1 000 m
megámetro 1 000 000 m
gigámetro 1 000 000 000 m
terámetro 1 000 000 000 000 m
petámetro 1 000 000 000 000 000 m
exámetro 1 000 000 000 000 000 000 m
y sus submúltiplos
milímetro 0,001 m
micrómetro 0,000 001 m
nanómetro 0,000 000 001 m
picómetro 0,000 000 000 001 m
femtómetro 0,000 000 000 000 001 m
attómetro 0,000 000 000 000 000 001 m
12 000 m como 12 km
0,003 m como 3 mm
Ejemplos: 25 mm 23 m 5 340 km
105 mm 25,7 m 10 000 km
530 mm 453,47
Ejemplo: MN meganewton
MPa megapascal
µA microampere
- Con excepción de los prefijos exa(E), peta(P), letra(T), giga(G) y mega(M), los
símbolos de todos los otros se escriben con letra minúscula.
- El prefijo del múltiplo o del submúltiplo se junta al de la unidad, sin dejar
espacio: Km, MΩ, ml.
- Se debe tener siempre presente que cada unidad y cada prefijo tienen un solo
símbolo y que este no puede ser alterado de ninguna forma:
- Todo valor numérico debe expresarse con su unidad, incluso cuando se repite
o cuando se especifica la tolerancia.
Ejemplo: 25 kg ± 2,5 kg
de las 15 h a las 18 h
entre 35 mm a 40 mm
Los prefijos se juntan a los símbolos de las unidades del SI para formar múltiplos y
submúltiplos. La unidad SI puede ser una unidad de base, una unidad
suplementaria o una unidad derivada con nombre propio o con nombre
compuesto.
Ejemplo:
- Unidad de base : metro (m)
múltiplos : kilómetro (km); gigámetro (Gm)
submúltiplos : milímetro (mm); nanómetro (nm)
- Unidad derivada con nombre particular: watt (W)
múltiplo : kilowatt (kW); megawat (MW)
submúltiplo : miliwatt (nW); microwatt (µW)
- Unidad derivada con nombre compuesto: watt por metro Kelvin (W/m k)
múltiplo : kilowatt por metro kelvin (kW/m.K)
submúltiplo : miliwatt por metro kelvin (mW/m.K)
NOTA:
Hay algunas unidades que no forman parte del SI y que sin embargo, debido a
consideraciones de uso muy arraigado en ciertas áreas de las actividades
humanas, se permite usar, al menos temporalmente (ver Tabla IV).
Se debe tener presente, sin embargo, que estas unidades no se pueden emplear
en reemplazo de las unidades. SI respectivas y, particularmente, no se pueden
usar al hacer cálculos en los que se involucre unidades del SI.
TABLA IV