Page 7 - Fisica General Burbano
P. 7
14 FÍSICA. MAGNITUDES FÍSICAS. SISTEMAS DE UNIDADES. ERRORES EN LAS MEDIDAS
iguales (metro), el metro goza necesariamente de la misma propiedad, obteniéndose fracciones de
Factor Prefijo Símbolo la unidad que, a su vez, nos sirven como unidad cuando pueda interesarnos.
10 24 yotta Y Con la intención de llegar a establecer en su día unidades únicas adoptadas universalmente
10 21 zetta Z para lo que llamaremos magnitudes fundamentales, y siempre con la idea de elegir conveniente el
10 18 exa E término adecuado para la extensión de la cantidad a medir, los organismos de carácter internacio-
10 15 peta P nal [La Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), el Comité Internacional de Pesas y Medi-
10 12 tera T das (CIPM) y la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (UIFPA)] recomiendan para prefijos,
10 9 giga G símbolos y valores correspondientes a las unidades simples del Sistema Internacional (SI), que pos-
10 6 mega M teriormente definiremos, los indicados en la tabla adjunta.
10 3 kilo k Un proceder unánime en esta línea, nos proporcionaría un mejor entendimiento y una mayor
10 2 hecto h fluidez en el lenguaje científico, además de una mejor comprensión en el orden de la magnitud de
10 1 deca da la cantidad a medir. Ejemplo: debemos tener en cuenta que para expresar una fuerza determina-
6
10 1 deci d da, 1 kilogramo-fuerza por ejemplo, también se puede decir 10 newtones () o 10 dinas; o que
10 2 centi c 1 caballo de vapor es 75 kilográmetros por segundo o 735 julios por segundo; esta pluralidad de
10 3 mili m formas para expresar lo mismo, es indudable que desconcierta al interlocutor y le dificulta el «dar-
10 6 micro m se cuenta» de la cantidad expresada.
10 9 nano n Existen en la naturaleza cantidades de una magnitud sin posibilidad de poderse encontrar divi-
10 12 pico p sores de ella, a tal cantidad la llamamos UNIDAD NATURAL de la magnitud; existen múltiplos enteros
10 15 femto f de ella pero nunca una fracción. Decimos de tal magnitud que está «cuantificada» y a la unidad la
10 18 atto a llamamos «quantum». Así por ejemplo: la energía luminosa que emite un foco no varía de forma
10 21 zepto z continua, existe para cada frecuencia una cantidad mínima, llamada «fotón» y que es indivisible.
10 24 yocto y La UNIDAD NATURAL de energía electromagnética es la energía de un fotón.
I 10. Magnitudes fundamentales y suplementarias
Son MAGNITUDES FUNDAMENTALES aquellas cuyas unidades se eligen arbitrariamente tomándose
como base de los sistemas de unidades y no tienen una ecuación que las defina.
Como los fenómenos físicos se realizan en el espacio mientras transcurre el tiempo; la Natura-
leza nos impone, así, dos magnitudes fundamentales: LONGITUD (L) y TIEMPO (T), sin definición pre-
cisa, cuya existencia conocemos desde que se inicia nuestra razón.
En la parte de la Física llamada Mecánica, es necesaria una tercera magnitud fundamental de-
finida por nuestra propia intuición que, con las dos anteriores, permita definir de una manera co-
herente las demás magnitudes que intervienen en los fenómenos mecánicos; tal magnitud se elige
arbitrariamente: en Física teórica se usa la MASA (M) y en la técnica la FUERZA (F).
Muchos fenómenos físicos varían según la homogeneidad del espacio, en particular en elec-
tricidad, teniendo que introducir para su estudio, otra magnitud fundamental llamada COEFICIEN-
TE DIELÉCTRICO o PERMITIVIDAD (e) que nos mide la variabilidad del espacio, desde el vacío hasta
el más complicado medio heterogéneo; o bien, ésta quedará definida si se toma a la INTENSIDAD
DE CORRIENTE (A) como magnitud fundamental, por lo que puede tomarse como tal a la una o a
la otra.
Al variar el «equilibrio energético» dentro del «caos molecular» en los sistemas físicos, es nece- MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
sario para el estudio de la Termología introducir como magnitud fundamental la TEMPERATURA (q)
que esencialmente nos caracteriza esta situación.
No pudiendo ser eludido, que los fenómenos ópticos, deban ser observados por nuestros ojos,
y que la retina tenga unas propiedades que provocan gran variedad de sensaciones, cuya medida
entra dentro de la Psicología Experimental, se hace necesario introducir en el estudio de la Foto-
metría la magnitud fundamental INTENSIDAD LUMINOSA (J) que de alguna manera nos mide la sensa-
ción de luminosidad en el ojo humano.
Como se verá más adelante, es necesario distinguir entre la magnitud fundamental masa y la
que vamos a llamar CANTIDAD DE SUSTANCIA, (N); completándose, con esta última elección arbi-
traria, el cuadro de magnitudes fundamentales (L, T, M, A, q, J y N) que actualmente se utilizan
en Física.
Son MAGNITUDES SUPLEMENTARIAS, EL ÁNGULO PLANO, definido como la porción de plano limitada
por dos semirrectas que parten de un mismo punto; a este punto se le llama vértice y a las semi-
rrectas lados del ángulo; y el ÁNGULO SÓLIDO definido como cada una de las porciones del espacio
limitadas por una superficie cónica. Ambas magnitudes son puramente geométricas y todavía no
se ha decidido si son fundamentes o derivadas.
I 11. Unidades patrones
Elegidas convencionalmente las magnitudes fundamentales (como se explicará más adelante),
los diferentes Congresos Científicos Internacionales fijaron las unidades llamadas PATRONES, cuyas
definiciones han ido variando con las exigencias de superior precisión en las térmicas metrológi-
cas, y que exponemos a continuación.
La unidad de LONGITUD es el METRO (m): distancia a cero grados centígrados, entre dos trazos
paralelos hechos en una barra de platino con 10% de iridio, que se conserva en el Museo Nacional
de Pesas y medidas de Sevres, aproximadamente igual a la diezmillonésima parte del cuadrante
