Magnitudes físicas fundamentales

Cuando miramos la hora en un reloj,  medimos la temperatura en una habitación o  determinamos el ancho de una puerta estamos observando magnitudes físicas. En el primer caso es una magnitud de tiempo,  en el segundo caso de temperatura y por último una magnitud de longitud. 

Si observamos a nuestro alrededor conseguimos que cualquier objeto tiene características o propiedades medibles, incluso el aire circundante presenta propiedades que, con instrumentos apropiados, podemos medir para caracterizarlo de manera adecuada.

Un reloj nos permite conocer la magnitud tiempo

 

El termómetro nos facilita determinar la temperatura. 

En la anterior imagen podemos observar un termómetro ambiental.

La balanza permite determinar el peso de un cuerpo.

 

¿Qué es magnitud física?

El diccionario de la Real Academia Española define la magnitud física  como la "propiedad física que puede ser medida", siendo la propiedad la cualidad o atributo de algo o alguien. Por ejemplo, en el ser humano podemos medir la altura, su peso, su temperatura corporal; en un objeto sus dimensiones de alto, ancho, profundidad y peso; en nuestro entorno podemos medir la temperatura y humedad,  Todas estas son cualidades o atributos que podemos medir, por lo tanto son magnitudes.

 

Podemos definir la  magnitud física como  una cantidad o propiedad que puede ser medida y, el resultado de dicha medición, se puede expresar como un número acompañado de una unidad.

Por ejemplo, cuando decimos que una mesa tiene 1 metro de largo, estamos expresando que su longitud es 1 y la unidad de medida es el metro. El largo de la mesa es una cualidad o atributo de dicho objeto, por lo que es una magnitud física. 

Magnitudes físicas fundamentales

Las magnitudes físicas fundamentales son:

1. Longitud
2. Masa
3. Tiempo
4. Corriente eléctrica
5. Temperatura
6. Cantidad de materia
7. Intensidad luminosa

Cada una de ellas tiene una unidad que los identifica (algo similar a nuestro apellido) y permite diferenciarlas de las demás magnitudes.  Para representarlas de forma abreviada se utiliza un símbolo.

Las unidades se escriben en minúscula, excepto aquellas cuyo nombre deriva de un nombre propio, por ejemplo Kelvin que es en honor a William Thomson Kelvin, matemático y físico británico. A la magnitud corriente eléctrica también se le asignó el nombre a su unidad en honor al científico francés André Marie Ampère. 

 

Veamos en la siguiente tabla las magnitudes físicas fundamentales basadas en el Sistema Internacional de Medidas (SI) :

 

 

Podemos observar que para la longitud su unidad de medida es el metro y su símbolo es la letra m. La masa tiene como unidad el kilogramo y se representa con el símbolo kg,  La unidad de tiempo es el segundo y se representa con la letra s. La temperatura tiene como unidad el grado Kelvin y se representa con la letra K mayúscula. La intensidad de corriente es el amperio u su símbolo es la letra A mayúscula. La candela es la unidad que se utiliza para representar la intensidad luminosa y su símbolo son las letras cd. La cantidad de sustancia se representa con la unidad denominada mol y se simboliza con el mismo nombre.

Hay que indicar que el Sistema Internacional de Medidas (SI) es el sistema usado para la práctica científica  en la Unión Europea y la mayoría de países del mundo. Este se estableció en 1960 durante la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM)

Magnitudes físicas derivadas

Como su nombre lo indica, estas magnitudes se derivan de las magnitudes físicas fundamentales y están conformadas por dos o más de éstas. Por ejemplo, la velocidad es una magnitud derivada que está constituida por las magnitudes básicas distancia y tiempo (la velocidad se obtiene al dividir la distancia entre el tiempo).  Otros ejemplos de magnitudes derivadas son:

• Aceleración
• Presión
• Fuerza
• Densidad
• Trabajo
• Caudal
• Resistencia eléctrica
• Carga eléctrica
• Potencia
• Fuerza
• Volumen
• Superficie (área)

Veamos un ejemplo:

El área o superficie se obtiene a partir de la magnitud física longitud. Si queremos conocer el área de un campo de fútbol, tomamos una cinta métrica (o cualquier otro equipo de medición de longitud) y medimos su largo y su ancho:

En este caso sería el área de un rectángulo que se obtiene al multiplicar su largo por su ancho.

Área = largo x ancho.

Supongamos que obtuvimos, al realizar la medición, un largo de 100 metros y un ancho de 70 metros (magnitudes fundamentales de longitud), el área sería 100 m x 70 m = 700 m2, es decir 700 metros cuadrados (magnitud derivada de área o superficie).

Velocímetro de un vehículo o coche.

El velocímetro de un vehículo permite observar en tiempo real la velocidad (rapidez) de un vehículo o coche. La velocidad es una magnitud física derivada. En la anterior fotografía vemos que está expresada en kilómetros  por hora (Km/h), es decir se usan las magnitudes físicas fundamentales de longitud (km) y tiempo (h).