Magnitudes y unidades
Contenidos
El ser humano siempre ha empleado sistemas de medida para cuantificar. Muchos de estos sistemas de medidas estaban basados en partes del cuerpo o en objetos cotidianos (una vara, un pie, etc.). El problema de este tipo de unidades es que no eliminaba la ambigüedad y fomentaba el uso de diferentes medidas en los distintos pueblos, lo que hacía difícil ponerse de acuerdo sobre las cantidades con las que se estaba comerciando. Por eso es fundamental para el método científico que las medidas sean reproducibles y, para que esto sea posible, las magnitudes con sus unidades han de ser expresadas de una manera concisa y no ambigua.
Magnitudes y unidades
Una magnitud física se puede considerar como algo que se puede medir. Por tanto, existen muchas magnitudes medibles como la distancia, el peso, el volumen, etc. En cambio el dolor, el placer, o el miedo no son magnitudes, porque no se pueden medir.
Se llama magnitud a toda propiedad de la materia que se puede medir. Las propiedades que no pueden medirse de forma objetiva no son magnitudes físicas. Por ejemplo: la masa es una magnitud física porque se puede medir, de forma objetiva, con una báscula, en cambio la belleza no es una magnitud física porque no se puede medir de forma objetiva. Es una propiedad subjetiva, y depende de cada persona.
Las magnitudes se pueden clasificar en magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas.
• Magnitudes fundamentales: Son aquellas que se pueden determinar directamente, sin necesidad de una segunda magnitud. Son siete: longitud, masa, tiempo, temperatura, intensidad de corriente eléctrica, intensidad luminosa y cantidad de sustancia.
• Magnitudes derivadas: Son el resto de las magnitudes. Estas magnitudes se pueden expresar mediante fórmulas que las relacionan con magnitudes fundamentales. Ejemplo: velocidad = espacio / tiempo = longitud / tiempo.
1. Medida de una magnitud
Medir una magnitud física es comparar cierta cantidad de esa magnitud con otra cantidad de la misma magnitud que previamente se ha escogido como unidad. Por lo tanto, una unidad es una cantidad arbitraria que se escoge por convenio para comparar con ella cantidades de la misma magnitud.
Para expresar correctamente una medida debemos indicar, además del valor numérico, la unidad que se ha empleado para hacer dicha medida, es decir, toda magnitud física debe llevar asociada sus unidad.
2.Sistema Internacional de unidades
Para evitar confusiones y facilitar la comprensión de los resultados de las medidas, así como su comparación, hace tiempo que los científicos llegaron a unos acuerdos internacionales sobre las unidades utilizadas para medir cada magnitud (con sus correspondientes múltiplos y submúltiplos). De esta forma se elaboró el Sistema Internacional de Unidades (S.I.).
El Sistema Internacional consta de siete magnitudes y unidades fundamentales que son:
Magnitud física | Unidad | Símbolo |
Longitud | metro | m |
Tiempo | segundo | s |
Masa | kilogramo | kg |
Temperatura | grados Kelvin | K |
Intensidad de corriente | amperio | A |
Intensidad luminosa | candela | cd |
Cantidad de materia | mol | mol |
3. Múltiplos y submúltiplos
En muchas ocasiones necesitaremos especificar valores de unidades o muy grandes o muy pequeños. Por ejemplo, la distancia del centro de la tierra al centro de la luna es de 384.000.000 m y el tamaño de un átomo es, aproximadamente, de 1•10-10 m. Como puedes observar, hacer cálculos con estos valores resulta engorroso.
Por esta razón, es muy común utilizar unos prefijos en las unidades llamados múltiplos y submúltiplos. Estos múltiplos o submúltiplos son potencias de 10 con exponente positivo o negativo, que nos permitirán hacer más fácil la representación del valor.
MÚLTIPLOS
Prefijo | Símbolo | Factor |
kilo- | k | 103 |
hecto- | h | 102 |
deca- | da | 101 |
SUBMÚLTIPLOS
Prefijo | Símbolo | Factor |
deci- | d | 10-1 |
centi- | c | 10-2 |
mili- | m | 10-3 |