MAGNITUDES Y UNIDADES FÍSICAS
Son siete las magnitudes fundamentales con sus respectivas unidades, a las cuales se añaden dos magnitudes complementarias con sus unidades:
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Magnitudes fundamentales |
Nombre |
Símbolo |
|
Longitud |
metro |
m |
|
Masa |
kilogramo |
Kg |
|
Tiempo |
segundo |
s |
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Intensidad de corriente eléctrica |
amperio |
A |
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Temperatura absoluta |
kelvin |
K |
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Intensidad luminosa |
candela |
cd |
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Cantidad de materia |
mol |
mol |
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Magnitudes complementarias |
Nombre |
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Ángulo plano |
radián |
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Ángulo sólido |
estereorradián |
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Otras magnitudes y sus unidades son derivadas de las anteriores nueve, como por ejemplo: superficie (metro al cuadrado), velocidad (metro por segundo) y masa en volumen (kilogramo por metro cúbico).
He aquí una tabla con magnitudes derivadas, sus unidades y su equivalente en unidades fundamentales:
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Magnitud derivada |
Nombre |
Símbolo |
Expresión en unidades básicas |
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Frecuencia |
hertz |
Hz |
s-1 |
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Fuerza |
newton |
N |
m·kg·s-2 |
|
Presión |
pascal |
Pa |
m-1·kg·s-2 |
|
Energía |
joule |
J |
m2·kg·s-2 |
|
Potencia |
watt |
W |
m2·kg·s-3 |
|
carga eléctrica |
coulomb |
C |
s·A |
|
Potencial eléctrico |
volt |
V |
m2·kg·s-3·A-1 |
|
Resistencia eléctrica |
ohm |
W |
m2·kg·s-3·A-2 |
|
Capacidad eléctrica |
farad |
F |
m-2·kg-1·s4·A2 |
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Flujo magnético |
weber |
Wb |
m2·kg·s-2·A-1 |
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Inducción magnética |
tesla |
T |
kg·s-2·A1 |
|
Inductancia |
henry |
H |
m2·kg s-2·A-2 |
Las medidas directas son aquellas que se realizan con un aparato de medida. Por ejemplo: medir una longitud con una cinta métrica o tomar la temperatura con un termómetro.
Las medidas indirectas calculan el valor de la medida mediante una fórmula matemática, previo cálculo de las magnitudes que intervienen en la fórmula por medidas directas. Un ejemplo sería calcular el volumen del aula a partir de la medición directa de su largo, ancho y altura.
Error absoluto es igual a la imprecisión que acompaña a la medida. Nos da idea de la sensibilidad del aparato o de la cuidadosas que han sido las mediciones. Ejemplos: 5 Kg ± 0.3 Kg; 233 seg ± 5 seg.
Error relativo es el cociente entre el error absoluto y nuestra medición, expresado en porcentaje. Ejemplo: Si cometemos un error absoluto de 0.2 metros en una medición de 8 metros, nuestro error relativo sería (0.2 ¸ 8) ´ 100 = 2.5% de error. Nuestra medición la expresaríamos así: 8 metros ± 2.5%.
PREGUNTAS
1) ¿Cuáles son las siete magnitudes fundamentales? 
2) ¿Cuáles son las dos magnitudes complementarias?
3) ¿Qué es una medida directa?
4) ¿Qué es una medida indirecta?
5) ¿Qué es error absoluto?
6) ¿Qué es error relativo?
Tabla de múltiplos y submúltiplos
| 1000n | 10n | Prefijo | Símbolo | Escala corta n 1 | Escala larga n 1 | Equivalencia decimal en los Prefijos del Sistema Internacional | Asignación |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10008 | 1024 | yotta | Y | Septillón | Cuatrillón | 1 000 000 000 000 000 000 000 000 | 1991 |
| 10007 | 1021 | zetta | Z | Sextillón | Mil trillones | 1 000 000 000 000 000 000 000 | 1991 |
| 10006 | 1018 | exa | E | Quintillón | Trillón | 1 000 000 000 000 000 000 | 1975 |
| 10005 | 1015 | peta | P | Cuatrillón | Mil billones | 1 000 000 000 000 000 | 1975 |
| 10004 | 1012 | tera | T | Trillón | Billón | 1 000 000 000 000 | 1960 |
| 10003 | 109 | giga | G | Billón | Mil millones / Millardo | 1 000 000 000 | 1960 |
| 10002 | 106 | mega | M | Millón | 1 000 000 | 1960 | |
| 10001 | 103 | kilo | k | Mil / Millar | 1 000 | 1795 | |
| 10002/3 | 102 | hecto | h | Cien / Centena | 100 | 1795 | |
| 10001/3 | 101 | deca | da | Diez / Decena | 10 | 1795 | |
| 10000 | 100 | Sin prefijo | Uno / Unidad | 1 | |||
| 1000−1/3 | 10−1 | deci | d | Décimo | 0.1 | 1795 | |
| 1000−2/3 | 10−2 | centi | c | Centésimo | 0.01 | 1795 | |
| 1000−1 | 10−3 | mili | m | Milésimo | 0.001 | 1795 | |
| 1000−2 | 10−6 | micro | µ | Millonésimo | 0.000 001 | 1960 | |
| 1000−3 | 10−9 | nano | n | Billonésimo | Milmillonésimo | 0.000 000 001 | 1960 |
| 1000−4 | 10−12 | pico | p | Trillonésimo | Billonésimo | 0.000 000 000 001 | 1960 |
| 1000−5 | 10−15 | femto | f | Cuatrillonésimo | Milbillonésimo | 0.000 000 000 000 001 | 1964 |
| 1000−6 | 10−18 | atto | a | Quintillonésimo | Trillonésimo | 0.000 000 000 000 000 001 | 1964 |
| 1000−7 | 10−21 | zepto | z | Sextillonésimo | Miltrillonésimo | 0.000 000 000 000 000 000 001 | 1991 |
| 1000−8 | 10−24 | yocto | y | Septillonésimo | Cuatrillonésimo | 0.000 000 000 000 000 000 000 001 | 1991 |
Cómo convertir de una unidad a otra sin problemas
Podemos convertir km/h (kilómetros por hora) en m/s (metros por segundo) así:
Un kilómetro son 1,000 metros, y una hora son 3,600 segundos, así que un kilómetro por hora son:
- 1000 / 3600 = 0.277... m/s
¿Cómo he sabido que tenía que hacer 1000/3600, no 3600/1000 (al revés)?
¡El truco es hacer las conversiones en forma de fracciones!
Ejemplo 1
Empecemos con un ejemplo fácil: convertir km en m (kilómetros en metros). Hay 1,000 m en 1 km, así que la conversión está clara, pero vamos a seguir un sistema.
El sistema es:
- Escribe la conversión en forma de fracción
- Multiplica
- Cancela unidades arriba y abajo
Puedes escribir la conversión como una fracción igual a 1:
| 1000 m | = 1 |
| 1 km |
Y siempre se puede multiplicar por 1 (no cambia la respuesta) así que podemos hacer esto:
| 1 km × | 1000 m | = | 1000 km · m |
| 1 km | km |
¡La respuesta es extraña! Pero todavía no hemos terminado... podemos "cancelar" unidades arriba y abajo:
| 1000 km · m | = 1000 m |
| km |
Así que 1 km son 1000 m. Bueno, eso ya lo sabíamos, pero quería enseñarte cómo hacerlosistemáticamente, ¡para que cuando la cosa se complique lo puedas hacer bien!
Y el truco es saber que quieres acabar cancelando algo, así que tienes que escribir la conversión de la manera correcta (para cancelar después).
Si lo hubiera hecho mal (poner la conversión al revés) habría acabado así:
| 1 km × | 1 km | = | 1 km · km |
| 1000 m | 1000 m |
¡Y así no se puede cancelar nada!
Ejemplo 2
Vamos a usar este método para hacer la conversión de km/h a m/s que teníamos arriba.
Lo hacemos en dos etapas:
- de km/h (kilómetros por hora) a m/h (metros por hora), y luego
- de m/h (metros por hora) a m/s (metros por segundo).
1. De km/h (kilómetros por hora) a m/h (metros por hora)
| 1 km | × | 1000 m | = | 1000 km · m |
| h | 1 km | h · km |
Ahora "cancelamos" unidades arriba y abajo:
| 1000 km · m | = | 1000 m |
| h · km | h |
2. De m/h (metros por hora) a m/s (metros por segundo)
Ahora, De m/h (metros por hora) a m/s (metros por segundo) ponemos la conversión "3600 segundos en una hora" pero "al revés" porque queremos la "h" en el lado contrario (para cancelar luego) :
| 1000 m | × | 1 h | = | 1000 m · h |
| h | 3600 s | 3600 h · s |
Ahora "cancelamos" unidades arriba y abajo:
| 1000 m · h | = | 1000 m |
| 3600 h · s | 3600 s |
Y la respuesta es:
| 1000 m | = | 1000 | m/s = 0.2777... m/s |
| 3600 s | 3600 |
Nota: si lo hubiéramos hecho mal (con el 3600 s/h al revés), nos habría salido:
| 1000 m | × | 3600 s | = | 1000×3600 m · s |
| h | 1 h | h · h |
¡Aquí no podemos cancelar nada!
Así nos habríamos dado cuenta del error y lo podríamos arreglar.
De una vez
Con experiencia serás capaz de hacerlo en una línea:
| 1 km | × | 1000 m | × | 1 h | = | 1000 km · m · h | = | 1000 m |
| h | 1 km | 3600 s | 3600 h · km · s | 3600 s |
O incluso "de una vez" (cancelando según escribes):
| 1 km | × | 1000 m | × | 1 h | = | 1000 m |
| h | 1 km | 3600 s | 3600 s |
Ejemplo 3
Vamos a usar este método con una conversión de la vida real.
¿Cuánto es 60 mph (millas por hora) en m/s (metros por segundo) ?
| 60 millas | × | 1609 m | × | 1 h | = | 60 × 1609 millas · m · h | = 26.82 m/s |
| h | millas | 3600 s |
3600 h · milla · s |
