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MAGNITUDES FISICAS Y SU MEDICION               

Conceptos claves: Cantidad física Unidad de medida Unidad física Magnitud Cantidades físicas fundamentales Cantidades físicas derivadas Conversión de unidades Medidas exactas Medidas aproximadas Paralaje Errores sistemáticos Errores aleatorios o circunstanciales Precisión exactitud Error absoluto de la medida

LA MEDICION La meta principal de la física es descubrir las leyes generales de la naturaleza y expresarlas de manera racional y objetiva. Para cumplir con esta misión, la física utiliza el método científico experimental, el cual se basa en la observación de los fenómenos y en la realización de experimentos que implican la medición de cantidades físicas. Llamamos cantidad física a todo aquello que se puede medir. Por ejemplo, la longitud, la masa, el tiempo, el volumen, el área, etcétera. Cuando medimos, lo que en realidad hacemos es comparar la magnitud (tamaño) de la cantidad física con un patrón universal aceptado como unidad de medida. Este patrón puede aparecer en cintas métricas, relojes, balanzas o termómetros, El termino magnitud lo usamos para referirnos a la medida de una cantidad física y se determina por un numero y una unidad física, Por ejemplo: 8 kilogramos, 15 metros, 25 pies o 20 minutos. En la antigüedad cada civilización establecia sus patrones de medida. Sin embargo, el comercio y el desarrollo de la ciencia crearon la necesidad de llegar a una estandarización de las medidas de longitud, masa, tiempo y volumen. En 1795 se llevo a cabo la convención mundial de la ciencia en parís y como resultado de

esta convención, se estableció el sistema de unidades denominado sistema métrico decimal. Las unidades fundamentales del sistema métrico decimal son:  De longitud, el metro  De masa, el kilogramos  De tiempo, el segundo Por esta razón, también se le denomina sistema de unidades MKS,

SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS (SI) El SI se basa en 7 cantidades físicas fundamentales, observa la siguiente tabla: CANTIDAD

UNIDAD

Longitud Masa Tiempo Temperatura Cantidad de sustancia Corriente eléctrica Intensidad de luminosidad

Metro Kilogramo Segundo Kelvin Mol

SIMBOLO DE LA UNIDAD M Kg S K Mol

Ampere Candela

A cd

SISTEMA CEGESIMAL (CGS) En 1881 se celebro en Paris el congreso internacional de electricista, en donde se acepto el sistema cegesimal o CGS, propuesto por el fisicomatématico Karl Friedrich Gauss, en el cual sus unidades fundamentales son el centímetro para la longitud, el gramos para la masa y el segundo para el tiempo, Las iníciales de estas unidades dan origen al nombre de sistema CGS o cegesimal. Las unidades fundamentales del sistema CGS, como se dijo antes son:

CANTIDAD FISICA

UNIDAD

SIMBOLO DE LA UNIDAD

Longitud Masa Tiempo

Centímetro Gramo Segundo

Cm G s

OTRAS MEDIDAS UTILES A pesar de que e sistema métrico decimal es un percusor del SI, algunas cantidades físicas derivadas del primero tienen unidades diferentes a las del SI. Dado que estas unidades son muy comunes y todavía están en uso, en la siguiente tabla presentamos algunas de ellas para su referencia. CANTIDAD FISICA Volumen Temperatura Calor especifico Presión Energía

UNIDAD BASICA SIMBOLO Litro L Grado Celsius °C Joule por kilometro-grado J/kg * °C Celsius Milímetro de mercurio Mm Hg Caloría Cal

SISTEMA BRITANICO GRAVITACINAL O SISTEMA INGLES El sistema ingles es un sistema técnico gravitacional ya que considera el pesos como una cantidad física fundamental y a la masa como una derivada. A reserva de que el concepto peso lo analizaremos más adelante, podemos decir que es la atracción que ejerce la más de la tierra sobre la masa de un cuerpo. Las unidades fundamentales del sistema ingles son: CANTIDAD FISICA Longitud Peso Tiempo

UNIDAD FUNDAMENTAL Pie Libra Segundo

Dado que en Estados Unidos todavía se utilizan el sistema ingles, a continuación se presentan algunas equivalencias entre las unidades físicas. 1 pie = 12 pulgadas 1 yarda = 3 pies = 36 pulgadas 1 pie = 30.48 centímetros 1 pulgada = 2.54 cm 1 yarda = 0.914 m 1 milla = 1.609 km 1 kg =2.2 lb 1 libra = 454 g

1 galón = 3.785 litros 1 slug = 32 libras 1 libra =16 onzas

CONVERSION DE UNIDADES En la solución de problemas de física, con frecuencia las magnitudes de las cantidades físicas están expresadas en diferentes unidades físicas. Por ejemplo, si en un problema la masa de un objeto esta expresada en gramos y la queremos sumar con otra expresada en kilogramos, para poder efectuar la operación se necesita que ambas magnitudes estén expresada en gramos o en kilogramos. Matemáticamente se necesita efectuar lo que se llama conversión de unidades y para hacer esta operación aplicamos el denominado factor de unitario, el cual explicaremos con el siguiente ejemplo: La longuitud de una pluma es de 15.6 cm. Expresa esa magnitud en metros. Solucion: La relación numérica entre un metro y un centímetro es de 1 m = 100 cm y tenemos las siguientes razones: 1m 100 cm =1 = 100 cm 1m Para expresar 15.6 cm como una medida en metros debes multiplicar 15.6 por la razón de unidad en cm que cancela unidad en cm, es decir, la multiplicas por 1m 100 cm 15.6 cm (1) = 15.6 cm 1m 15.6 cm (1) = 15.6 cm 100 cm 15.6 =15.6 100 0.156 m=15.6 cm 15.6 cm =0.156 m

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