Magnitudes
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El documento habla sobre las magnitudes físicas fundamentales y derivadas. Las magnitudes fundamentales como la masa, longitud y tiempo se pueden medir directamente, mientras que las magnitudes derivadas como la densidad se calculan a partir de las fundamentales usando expresiones matemáticas. El documento también cubre los prefijos utilizados en el Sistema Internacional de unidades para formar múltiplos y submúltiplos de las unidades básicas.
Magnitudes
- 1. Magnitudes Magnitud fundamental: Para entender por que hay magnitudes físicas y magnitudes derivadas, pensemos en el procedimiento que seguimos para medir la densidad de un cuerpo prismático: Primero medimos el largo (L1), el ancho (L2) y el alto (L3), con la ayuda de una regla o un pie de rey. Calculamos su volumen como V = L 1 L2 L3 Después medimos su masa (m) con una balanza. Por último, podemos calcular su densidad aplicando la expresión correspondiente: ρ = m/V Las longitudes y la masa del prisma han sido medidas de manera directa utilizando un aparato. En cambio, la densidad y el volumen se han medido de manera indirecta, utilizando medidas directas y aplicando una expresión matemática. Consideramos magnitudes fundamentales aquellas que no dependen de ninguna otra magnitud y que, en principio se pueden determinar mediante una medida directa, y magnitudes derivadas aquellas se derivan de las fundamentales y que se pueden determinar a partir de ellas utilizando las expresiones adecuadas. Las magnitudes fundamentales del SI son la masa, la longitud, el tiempo, la temperatura, la intensidad de corriente, la cantidad de materia y la intensidad luminosa. Para indicar que una magnitud es derivada utilizamos su ecuación dimensional, que pone de manifiesto cómo se calcula a partir de las magnitudes fundamentales; masa (M), longitud (L) y tiempo (T). Así, por ejemplo, la ecuación dimensional de la
- 2. densidad será ML-3. Puedes ver más ejemplos en la tabla del SI de la página anterior. Múltiplos y submúltiplos del sistema internacional: se utilizan 14 prefijos para formar los múltiplos y sub-múltiplos, indicados en la Tabla 2.7. El prefijo significa cuantas veces es mayor o menor la unidad formada, con relación a la unidad básica. Su nombre debe escribirse completo y no abreviarse. El símbolo de la unidad se forma combinando los correspondientes al prefijo y a la unidad básica. Así, por ejemplo: decámetro se simboliza como dam Nanosegundo se simboliza como ns Megapascal se simboliza como MPa. Tabla 2.7. PREFIJOS PARA LOS MÚLTIPLOS Y SUB-MÚLTIPLOS DEL S.I. PREFIJO SÍMBOLO FACTOR DE PREFIJO SÍMBOLO FACTOR DE MULTIPLICACIÓN MULTIPLICACIÓN Tera T 1012 Deci d 10 -1 Giga G 109 Centi c 10 -2 Mega M 106 Mili m 10 -3 Kilo k 103 Micro H 10 -6 Hecto h 102 Nano n 10 -9 Deca da 101 Pico P 10 -12 Femto f 10 -15 Atto a 10 -18 Figura 2.1. UNIDADES BÁSICAS Y SUPLEMENTARIAS. UNIDADES QUE NO PERTENECEN AL SISTEMA INTERNACIONAL. Además de las unidades del Sistema Internacional es necesario utilizar otras debido a su uso frecuente y su importancia, las cuales se muestran en la tabla 2.8. Tabla 2.8. UNIDADES QUE NO SON DEL S.I. Y QUE PUEDEN SER UTILIZADAS CON ÉL Magnitud Unidad Símbolo Valor en unidades S.I. Tiempo Minuto min 1 min = 60 s Hora h 1 h - 3600 s Día d 1 d = 86400 s Ángulo plano grado ° 1° = π /180 rad
- 3. minuto ' 1' = π/ 10800 rad segundo " 1" = π / 648000 rad Volumen litro l 1 l = 10 m3 Masa tonelada t 1 t = 103 kg Así mismo, se admite el uso de otras unidades, útiles en áreas especializadas, ya que sus valores deben obtenerse experimentalmente y no se conocen con exactitud. La Tabla 2.9 muestra las dimensiones y las unidades con sus definiciones. Tabla 2.9. UNIDADES CUYOS VALORES EN UNIDADES S.I. DEBEN OBTENERSE EXPERIMENTALMENTE Magnitud Unidad Símbolo Definición Energía electronvol eV Energía cinética adquirida por un electrón a su paso a través de una diferencia de potencial de 1 voltio en el vacío.1 Ev = 1,60219x10 -19 J (aprox). Masa de un unidad de masa u Igual a la fracción 1/12 de la masa de un átomo átomo atómica del núcleo 12C1 u - 1.66053x10" kg(aprox). Longitud unidad AU 1 AU = 149600x106 m astronómica pc Distancia a la cual 1 unidad astronómica parsec subtiende un ángulo de 1 segundo de arco Presión de bar Bar 1 bar - 105 Pa fluido También, el Sistema Internacional aceptó temporalmente el uso de algunas unidades de otros sistemas, que se muestran en la tabla 2.10. Estos son las clases de mediciones que se utilizar: Metro Regla Cronometro Balanza