2.3. MAGNITUDES FUNDAMENTALES Y DERIVADAS

Hace varios siglos se utilizaban diferentes unidades de medida en cada país, incluso en cada región, por razones comerciales sobre todo, por necesidades científicas, todos los piases llegaron a un acuerdo de utilizar las mismas unidades. Se denominaron unidades fundamentales del S.I. 

 

TABLA UNIDADES FUNDAMENTALES DEL SISTEMA INTERNACIONAL
Magnitud	Nombre de la unidad	Símbolo
Longitud	Metro	m
Masa	Kilogramo	Kg
Tiempo	Segundo	s
Intensidad de corriente eléctrica	Amperio	A
Temperatura	Grados Kelvin	K
Intensidad luminosa	Candela	cd
Cantidad de Materia	Molécula gramo	mol

Como consecuencia de las unidades básicas que hemos definido podemos obtener otro conjunto de unidades denominadas “Unidades derivadas del S.I.”

TABLA UNIDADES DERIVADAS DEL SISTEMA INTERNACIONAL
Magnitud	Nombre de la unidad	Símbolo
Area superficie	Metro al cuadrado	m2
Volumen	Metros al cubo	m3
Velocidad	Metro por segundo	m/s
Aceleración	Metro por cada segundo al cuadrado	m/s2
Densidades	Kilogramo por cada metro al cubo	Kg/ m3

Existen también como consecuencia de los descubrimientos científicos logrados por el hombre otro conjunto de unidades derivadas en el S.I.:

TABLA UNIDADES DERIVADAS DEL SISTEMA INTERNACIONAL
Magnitud	Nombre de la unidad	Símbolo
Fuerza	Newton	N
Presión	Pascal	Pa
Trabajo/Energía	Julio	J
Potencia	Watio	W
Resistencia eléctrica	Ohmio	
Carga eléctrica	Coulombio	C
Capacidad Eléctrica	Faradio	F
Voltaje o diferencia de potencial	Voltio	V

Unidades definidas a partir de las unidades del S.I. que no son múltiplos o submúltiplos decimales de dichas unidades.

Magnitud	Nombre de la unidad	Símbolo	Equivalencia
Tiempo	minuto	min	60 s
	hora	h	3600 s
	día	d	86400 s
Ángulo	grados	º	360º = 2 rad

Otras unidades de uso frecuente:

Magnitud	Nombre de la unidad	Símbolo	Equivalencia
Volumen	litro	l	1000 l = 1 m3
Superficie	hectárea	ha	1 ha = 10.000 m2

PARA SABER MÁS:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/simbolos/simbolos1.htm

http://www.ieslaasuncion.org/fisicaquimica/sistema4.html

TRABAJO DE PROFUNDIZACIÓN:

http://jersey.uoregon.edu/vlab/units/Units.html

En este enlace utilizarás un applet que te permitirá practicar el uso y manejo de unidades fundamentales para construir unidades derivadas

Si quieres puedes visitar también la siguiente página:

http://es.wikisource.org/wiki/Patrón_correspondiente_a_la_magnitud_(ES)

es una página donde obtendrás información sobre los patrones de las unidades fundamentales en el Estado Español, su definición y ubicación para ser reproducidos.

Te puede ser útil también junto con el material audovisual para hacer las actividades del “taller de informática”.

ANTES DE HACER LAS ACTIVIDADES:

En clase:

En tu ordenador tienes una carpeta organizada por temas, en el tema 2 puedes ver un archivo: 2.1 UNIDADES Y MAGNITUDES.PPT

Entra en el Moodle en la sección FÍSICA 3º E.S.O., en el tema 2 puedes descargarte el archivo: UNIDADES Y MAGNITUDES.PPT

(también lo puedes encontrar en el blog de la asignatura dentro de esta misma sección)

2.2. MAGNITUDES ESCALARES Y VECTORIALES

Las magnitudes físicas se pueden clasificar, de una forma general, en magnitudes escalares y magnitudes vectoriales.

Las magnitudes escalares son aquellas que quedan totalmente determinadas dando un sólo número real y una unidad de medida.

Por ejemplo cuando hablamos de la altura de una persona (longitud de su cuerpo desde los pies a la cabeza), solo necesitamos decir una cantidad numérica acompañada por su unidad en este caso metro.

Las magnitudes vectoriales son aquellas que necesitan para su determinación un número real o módulo acompañado de su correspondiente unidad, una dirección y un sentido sobre la dirección.

Cuando queremos hablar con toda precisión de la velocidad de un coche, expresamos su valor numérico por ejemplo 120 km/h pero también es necesario expresar como se mueve el coche, en la carretera Sevilla-Huelva y con dirección a Huelva.

PARA SABER MÁS:

http://www.aulafacil.com/matematicas-coordenadas/curso/Lecc-6.htm

TRABAJO DE PROFUNDIZACIÓN:

Si quieres puedes visitar también la siguiente página: http://www.educaplus.org/play-115-Magnitudes-escalares-y-vectoriales.html es una web donde puedes hacer una sencillas actividades sobre unidades, magnitudes y tipos de magnitudes.

2.1. CONCEPTO DE MAGNITUD Y MEDIDA

La Ciencia en general, y la FÍSICA en particular, es la “ciencia de la medida”. Ahora bien, “todas las cosas” se pueden medir. Podemos medir la longitud de una mesa, o el tiempo de una carrera, pero NO podemos medir la belleza de una pieza musical o la bondad de una persona.

Se denomina magnitud como todo aquello que se puede medir.

Medir consiste en comparar una magnitud con otra de la misma naturaleza, a la que denominaremos unidad, para averiguar el número de veces que la contiene.

La unidad es una cantidad arbitraria, que se adopta para comparar con ella cantidades de la misma especie.

Las características que debe tener la unidad elegida son:

a.- debe ser constante en el tiempo y en el espacio.

b.- debe ser universal, que todo el mundo la pueda utilizar.

c.- de fácil reproducción.

Observa una cuestión muy importante, la unidad es una cantidad fruto de la invención y del acuerdo entre los hombres. Lee un poco sobre la historia del “metro”.

Desde los albores de la humanidad se vió la necesidad de disponer de un sistema de medidas para los intercambios. Según estudios científicos las unidades de medida empezaron a utilizarse hacia unos 5000 años a.C.

Los egipcios tomaron el cuerpo humano como base para las unidades de longitud, tales como: las longitudes de sus antebrazos, pies, manos o dedos. El codo, cuya distancia es la que hay desde el codo hasta la punta del dedo corazón de la mano, fue la unidad de longitud más utilizada en la antigüedad, de tal forma que el codo real egipcio, es la unidad de longitud más antigua conocida. El codo fue heredado por los griegos y los romanos, aunque no coincidían en sus longitudes.

Hasta el siglo XIX proliferaban los sistemas de medición distintos, lo que suponía una de las causas más frecuentes de disputas entre mercaderes y entre los ciudadanos y los funcionarios del fisco. A medida que se extendía por Europa el intercambio de mercancías, los poderes políticos fueron viendo la necesidad de que se normalizara un sistema de medidas.

La primera adopción oficial de tal sistema ocurrió en Francia en 1791 después de la Revolución Francesa de 1789. La Revolución, con su ideología oficial de la razón pura facilitó este cambio y propuso como unidad fundamental el metro (en griego, medida). Lavoisier llegó a decir de él que: “nada más grande ni más sublime ha salido de las manos del hombre que el sistema métrico decimal”.

El sistema se derivaba de las propiedades de objetos de la naturaleza, el tamaño de la Tierra y la densidad del agua, y en relaciones sencillas entre una unidad y la otra. A fin de determinar con la mayor precisión posible el tamaño de la Tierra, se enviaron varios equipos a lo largo de varios años para medir la longitud de un arco de meridiano terrestre tan largo como fuera posible. Se decidió medir la longitud del meridiano que va desde la torre del fuerte en Montjuīc, en Barcelona a Dunquerque, que era el segmento más largo sobre tierra y casi totalmente dentro de territorio francés. Es destacable que a pesar que durante el proceso de medición hubo ocasionales hostilidades entre Francia y España, el desarrollo del nuevo sistema de medidas se consideró de tal importancia que el grupo de medición francés fue escoltado por tropas españolas dentro de España a fin de asegurar la continuidad de la medición.

La otra gran ventaja del sistema es que los múltiplos y submúltiplos son decimales, cuando anteriormente las unidades se dividían en tres, doce, dieciseis… partes, lo que dificultaba las operaciones aritméticas.

El proceso culminó en la proclamación el 22 de junio de 1799 del sistema métrico con la entrega a los Archivos de la República de los patrones del metro y del kilogramo, confeccionados en aleación de platino, presenciados por funcionarios del gobierno francés y de varios países invitados y muchos de los más renombrados sabios de la época.

La posterior mejoría de los sistemas de medición tanto del tamaño de la Tierra como de las propiedades del agua mostraron discrepancias con los patrones. La Revolución Industrial estaba ya en camino y la normalización de las piezas mecánicas, fundamentalmente tornillos y tuercas, era de la mayor importancia y estos dependían de mediciones precisas. A pesar de que las discrepancias que se encontraron habrían quedado totalmente enmascaradas en las tolerancias de fabricación de la época, cambiar los patrones de medida para ajustarse a las nuevas mediciones hubiera sido impráctico, particularmente cuando nuevos y mejores instrumentos acabarían encontrando nuevos valores cada vez más precisos. Por ello se decidió romper con la relación que existía entre los patrones y sus fuentes naturales de tal forma que los patrones en sí se convirtieron en la base del sistema y permanecieron como tales hasta 1960, año en el que el metro fue nuevamente redefinido en función de propiedades físicas y luego, en 1983, la Conferencia General de Pesos y Medidas celebrada en París hace una nueva definición del metro como la distancia recorrida por la luz en vacío durante 1/299.792.458 segundo. De esta forma, el metro recobró su relación con un fenómeno natural, esta vez realmente inmutable y universal.

PARA SABER MÁS:

Si quieres puedes visitar también la siguiente página: http://www.aplicaciones.info/decimales/siste01.htm es una web donde puedes ver la definición más elemental de metro tal como la aprendiste en “Primaria” además podrás encontrar actividades y ejercicios interactivos. Prueba también en otras secciones a lo largo del curso.