Magnitudes físcas

Sistemas físicos

Nuestra realidad objetiva es muy compleja y presenta una gran cantidadde propiedades para ser estudiadas; por ejemplo, si observamos una piedra,notamos que su conformación no es sencilla, ya que presenta un grannúmero de elementos químicos en su composición interna, seguramentecon imperfecciones en su estructura cristalina; sin embargo, cuando seusa en el estudio de la caída de los cuerpos, estas propiedades son despreciablesen relación con la posición de la piedra en cada instante de tiempo.Para que el estudio de un sistema físico resulte útil para la interpretaciónde la realidad, se hace una observación de él. En esta interpretación seusan sólo las propiedades relevantes de los objetos que están relacionadascon el fenómeno físico que se va a estudiar. Como conclusión, podemosdecir que el estudio de un sistema físico nos ayuda a comprender la realidady en ese sentido, es una aproximación a ella.Son ejemplos de sistemas físicos una estrella, un haz luminoso, un átomode un elemento, un resorte, el sistema Tierra-Luna o un circuito eléctrico,entre otros. Así, por ejemplo, si consideramos el sistema físico formadopor un recipiente que contiene agua, la influencia de la temperatura delmedio que lo rodea

Magnitudes físicas

Para la descripción del sistema físico es imprescindible la medición, yaque permite establecer relaciones cuantitativas entre las diversas variablesque intervienen en su comportamiento.Las propiedades que caracterizan a los cuerpos o a los fenómenos naturalesy que son susceptibles de ser medidas, reciben el nombre demagnitudes físicas. Así, la longitud, la masa, la velocidad, el tiempo y latemperatura, entre otras, son ejemplos de magnitudes físicas.Otras propiedades, como el olor, el sabor, la bondad, la belleza, no sonmagnitudes físicas, ya que no se pueden medir.Existen magnitudes físicas que son independientes de las demás y recibenel nombre de magnitudes fundamentales; entre ellas mencionamos lalongitud, la masa y el tiempo.Algunas magnitudes se definen a partir de las magnitudes fundamentalesy reciben el nombre de magnitudes derivadas. Por ejemplo, la medida dela velocidad de un objeto se obtiene a partir de la longitud y el tiempo,por lo tanto, la velocidad es una magnitud derivada.

Medición de magnitudes físicas

imagen 7
imagen 7

Al medir, se compara una magnitud física con una cantidad conocida quese toma como patrón. Este patrón se denomina unidad.Resulta habitual que las magnitudes físicas se midan utilizando instrumentoscalibrados; así, la masa de un cuerpo se puede medir en unabalanza de platillos, comparándola con la de otros cuerpos de masa conocida(figura 7).  El resultado de la medición de una magnitud se expresa mediante unnúmero y una unidad. Por ejemplo, si se mide la altura (l) de una persona y se toma como unidad el metro (m), el resultado debe expresarse deesta manera: l=1,80 m, donde el número 1,80 indica cuántas unidades(metros en este caso) están contenidas en la magnitud medida (la alturade la persona). Decir únicamente que la altura de la persona es 1,80 notendría significado, ya que podría tratarse de 1,80 centímetros, 1,80milímetros, etc.

Sistema internacional de unidades

Las mediciones confiables y exactas exigen unidades inalterables quelos observadores puedan reproducir en distintos lugares. Por tal razón,en virtud de un acuerdo firmado en 1960, se estableció que en la mayorparte del mundo se utilizaría un sistema de unidades para científicos eingenieros, denominado Sistema Internacional de Unidades (SI). Estosacuerdos son resultado del trabajo de la llamada Conferencia Generalde Pesos y Medidas, organización internacional con representación enla mayoría de países.En la tabla 1.1 se muestran las unidades básicas del SI y nos referiremos acada una de ellas a medida que avancemos en nuestro estudio de la física.

En la tabla 1.2, se indican algunos prefijos utilizados para las unidades delSistema Internacional y el factor por el que se debe multiplicar cuandose utiliza cada uno de ellos. Por ejemplo, 3 kg equivalen a 3*103 g, lo que es igual a 3.000 g. También, 5µm equivalen a 5*10-6 m, es decir,0,000005 m.

tabla 1.1
tabla 1.1
tabla 1.2
tabla 1.2

Conversión de unidades

En física, es muy común expresar algunas cantidades en diferentes unidadesde medida. Por ejemplo, determinar a cuántos kilómetros equivalen 1.560 metros o a cuántos segundos equivalen 20 minutos. Preguntas como estas seresuelven mediante la conversión de unidades.  Algunas de estas conversiones sólo requieren realizar un cálculo mental;en otras ocasiones se hace necesaria la utilización de los factores de conversión,los cuales facilitan la expresión de una misma cantidad física enunidades diferentes.  Los factores de conversión se utilizan cuando se establece proporcionalidadentre las unidades. Por ejemplo, un slug equivale a 14,59 kg. En consecuencia,para convertir 30 kilogramos en x slug, escribimos la proporción:

 

A la expresión 1 slug=14,59 kg se le denomina factor de conversión.En un factor de conversión se establece un cociente entre la unidad deun sistema y su equivalencia en otro sistema o en otra unidad del mismosistema.

Ejercicios

Favor realizar transferencia del texto anterior al cuaderno con el respectivo ejemplo, luego realizar los siguientes ejercicos en el cuaderno de física:

Bibliografia: Hipertexto Santillana , 2011