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FÍSICA
Ciencia que estudia los fenómenos de la naturaleza (fenómenos físicos), para lo cual se vale de la observación y experimentación.
Todo lo que nos rodea y lo que hacemos diariamente, tiene que ver con algún fenómeno físico.

MAGNITUD
Es todo aquello que está sujeto a un aumento o disminución y sirve para caracterizar alguna propiedad física de la naturaleza.

UNIDAD
Es una porción de magnitud que se toma como referencia para comparar magnitudes de la misma especie.
MEDIR

Es averiguar cuantas veces está contenida la unidad de una magnitud.

TIPOS DE MAGNITUDES DEBIDO A SU ORIGEN

1. Magnitudes Fundamentales

Son aquellas elegidas como base para fijar las unidades y en función de las cuales se expresan las demás magnitudes. Según el Sistema Internacional de Unidades (S.I.); son 7 :

MAGNITUD UNIDAD SÍMBOLO DIMENSIÓN
1. Longitud Metro m L
2. Masa Kilogramo kg M
3. Tiempo Segundo s T
4. Temperatura Kelvin K θ
5. Intensidad de corriente Ampere A I
6. Intensidad luminosa Candela cd J
7. Cantidad de sustancia Mol mol N

 

MAGNITUDES DERIVADAS

Son aquellas que se expresan en función de las magnitudes fundamentales.

ECUACIONES DIMENSIONALES

Son aquellas que expresan la relación existente entre la magnitud derivada y las magnitudes fundamentales.

Notación : [N] N = Magnitud

Se lee : Ecuación dimensional de N o dimensiones de N

Ejemplo :
[V]          V : Velocidad (Calcularemos la ecuación de la velocidad)

V = func { Distancia over Tiempo} (Expresamos cada término de esta

fórmula en función de las magnitudes fundamentales)

[V] = LT-1

EJERCICIOS

Hallar la ecuación dimensional de las siguientes magnitudes :

1. [a] a : Aceleración

2. [F] F : Fuerza

3. [P] P : Presión

4. [d] d : Densidad

5. [P] P : Peso

6. [W] W : Trabajo

7. [P] P : Potencia

8. [EK] EK : Energía cinética

9. [EP] EP : Energía potencial

PROPIEDADES

1. Los números reales en todas sus formas tienen ecuación dimensional igual a la unidad.

[N] = 1

Número

Ejemplo :
[7] = 1

[√2] = 1

[π] = 1
[Senx] = 1

[Log4] = 1

[0,5] = 1
[4L2] = L2

2. Las magnitudes no cumplen con las leyes de la suma y resta

L + L = L

M – M = M

2F + F = F

3. Principio de la homogeneidad
Si es una ecuación dimensionalmente correcta se suman, se restan y/o se igualan términos, estos tienen la misma ecuación dimensional.

A + B = C – D [A; B; C; D : magnitudes]
[A] = [B] = [C] = [D]

OBSERVACIÓN : Si nos dicen que un número o constante es “adimensional”, entonces su ecuación dimensional es igual a la unidad.

 

MAGNITUD DERIVADA FÓRMULA DIMENSIONAL UNIDAD
Área
Volumen
Densidad
Velocidad
Aceleración
Fuerza
Presión
Trabajo
Potencia
Energía
Impulso
Velocidad angular
Aceleración angular
Frecuencia
Capacidad calorífica
Carga eléctrica
Fuerza electromotriz

ORIGEN DEL S.I
Para descubrir las leyes que gobiernan los fenómenos naturales, los científicos deben llevar a cabo mediciones de magnitudes relacionadas con dichos fenómenos. La física, en particular, suele ser denominada “ciencia de la medición”. Lord Kelvin, destacada física inglés del siglo pasado, destacó la importancia de las mediciones en el estudio de la ciencias, por medio de las siguientes palabras :

“Siempre digo que sí es posible medir aquello de lo que se habla y se consigue expresarlo en números, entonces puede saberse algo al respecto; pero cuando no puede expresarse así, el conocimiento es deficiente e insatisfactorio”.

Como sabemos, para efectuar una medición es necesario escoger una unidad para cada magnitud. El establecimiento de unidades, reconocidas internacionalmente, también es imprescindible en el comercio y en el intercambio entre los países.
Antes de que el Sistema Métrico Decimal fuese instituido (a fines del siglo XVIII) las unidades de medida se definían muy arbitrariamente y variaban de un país a otro, dificultando las transacciones comerciales y el intercambio científico entre las naciones. Las unidades de longitud, por ejemplo, casi siempre se derivan de las dimensiones de ciertas partes del cuerpo del monarca de un país; por ejemplo, la yarda, el pie, la pulgada, etc. Aún en la actualidad, en los países de habla inglesa se utilizan todavía unidades como éstas, pero se definen modernamente con bases en patrones menos arbitrarios.
También podemos destacar otras inconveniencias de las unidades antiguas; sus múltiplos y submúltiplos no eran decimales, lo cual dificultaba enormemente la realización de las operaciones matemáticas con dichas medidas. Hasta hace poco tiempo, los extranjeros en Inglaterra tenían muchos problemas para efectuar operaciones con las monedas inglesas, pues el sistema monetario británico no era decimal (1 libra esterlina valía 12 chelines y 1 chelín, 20 peniques).
Las inconvenciencias que acabamos de señalar llevaron a algunos científicos de los siglos XVII y XVIII a proponer unidades de medida definidas con mayor rigor y que se adoptarían en forma universal. Las diversas propuestas, aunque no tuvieron aceptación inmediata, acabaron por dar lugar al establecimiento del llamado Sistema Métrico Decimal, en Francia. La firma del decretó del 7 de abril de 1795, que instauró este sistema, constituyó una de las contribuciones más significativas de la Revolución Francesa.
Por esa misma época, el Sistema Métrica Decimal ya se empezaba a conocer en otros países y en 1875 se efectuó en París la célebre Convención de Metro, en la que 18 de las naciones más importantes del mundo se comprometieron a adoptarlo. Inglaterra no asistió a dicha reunión, negándose a emplear las unidades de este sistema.
Desde entonces, el uso del sistema métrico se fue extendiendo poco a poco en todo el mundo. Nuevas unidades para medir otras magnitudes, conservando las mismas características que se emplearon en la definición del metro, fueron incorporándose al sistema. Por otra parte, la precisión de los patrones establecidos en el siglo pasado no bastaba en el gran avance científico del siglo XX. Así que los científicos advirtieron la necesidad de una reestructuración del sistema métrico, y en 1960, durante la 11ava Conferencia Genera de Pesas y Medidas, también llevada a cabo en París, se elaboró un nuevo sistema denominado Sistema Internacional de Unidades (S.I.).

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