“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”
Mediciones 1. Definición Medir es comparar un atributo común entre dos objetos distintos. La medición es un proceso que exige establecer lo que vamos a medir y lo que utilizaremos, arbitrariamente, para medirlo. Lo primero se llama objeto de medición y lo segundo unidad de medida. Ejemplo.- Las siguientes son mediciones. Complete el siguiente cuadro:
Experiencia de medición
¿Cómo se llama lo que vamos a medir?
¿Cómo se llama lo ¿Cómo se llama lo que usaremos que hemos para medir? medido?
Objetivo de medición
Unidad de medición
Atributos común
Medimos el largo de una carpeta Medimos la masa de nuestro cuerpo Medimos la duración de un viaje
2. Instrumentos de Medida Se llama instrumento de medida a todo recurso del conocimiento cuya aplicación permite registrar datos de distinto género. En laboratorios de Física tenemos instrumentos de medición tan simples como una regla graduada y tan complejos como aquellos que registran el trayecto de las partículas subatómicas. Ejemplo. Los siguientes son instrumentos de medición:
La wincha
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La balanza
El cronómetro
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Ejercicio. Complete anotando el atributo que mide cada instrumento: a) La wincha: …………………………………….. b) La balanza: …………………………………….. c) El cronómetro: …………………………………….. Ejercicio. Investigue, cómo se llaman los instrumentos que miden las siguientes cantidades físicas: a) La velocidad : …………………………………….. b) La fuerza
: …………………………………………
c)La temperatura: …………………………………….. 3. Tipos de Mediciones 3A. Medición Directa Una medición es directa si disponemos de un instrumento de medida que la obtiene. 3B. Medición Indirecta Es aquella en que la medida de la cantidad física, por la que estamos interesados, se obtiene realizando alguna operación con las medidas de una o más cantidades físicas. Ejercicio. Identifique qué tipo de medición corresponde en cada caso anotando D o I si se trata de una medición directa o indirecta, respectivamente: a) Medimos el volumen de una caja midiendo su base, profundidad y altura.
(
)
b) Medimos el área de un círculo midiendo su radio.
(
)
c) Medimos la densidad de un líquido utilizando un densímetro
(
)
d) Medimos la aceleración de un móvil empleando un acelerómetro
(
)
CANTIDADES FÍSICAS 1. Definición: Una cantidad física, llamada también magnitud física, es todo atributo de la materia cuya medida permite explicar un fenómeno físico determinado. Toda cantidad física se define mediante un proceso de medición bien determinado. De este modo existen tantas cantidades físicas como procesos de medición se puedan establecer. Ejemplo. Entre las cantidades físicas más comunes podemos citar a: La longitud, el área, el volumen, la masa, la velocidad, la energía, la fuerza, la presión, la temperatura, la iluminación, . . . , etc. 2. Magnitud de una Cantidad Física La magnitud de una cantidad física es simplemente su medida y se especifica completamente con un número, que incluye signo, y una unidad.
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“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria” Así, la magnitud de una cantidad física está definida por un número y una unidad de medida. Ejemplo.- Sean 4 m y 7 m las dimensiones de nuestro salón. Entonces si queremos calcular el área del piso debemos multiplicar así: 4 m x 7 m = 28 m2.
De aquí podemos identificar que la cantidad física es: el área, y su magnitud es: 28 m2. Nota.- El término magnitud, en general, está referido a la medida de algún tipo de atributo y está definido por un número y una unidad de medida. Ejercicio. Si la densidad (ρ) de un objeto se define como la masa (m) por unidad de volumen (V), es decir:
ρ= m V Donde m = 800 kg y V = 2000 L, se pide completar: i) La cantidad física que se puede medir con la relación dada, se llama: ………………………………………….. ii) La magnitud de esa cantidad física es:
……………………………………………………………………….
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES A. Definición El Sistema Internacional de Unidades, denotado por SI, es un conjunto de unidades, coordinadas y determinadas por convenios científicos internacionales, que permiten expresar la medida de cualquier cantidad física. La XI Conferencia General de Pesas y Medidas, celebrada en París en 1960, tomó la resolución de adoptar el llamado, con anterioridad, Sistema Práctico de Unidades como Sistema Internacional, que es, precisamente, como se le conoce a partir de entonces. B. Cantidades Físicas Básicas y sus Unidades El SI trabaja con siete cantidades físicas elegidas arbitrariamente llamadas cantidades físicas básicas, o fundamentales, y sus correspondientes unidades fundamentales. El carácter de básico o fundamental sugiere que no se define mediante otra u otras cantidades físicas. CANTIDAD FISICA BASICA
DEFINICION BASICA
UNIDAD
SIMBOLO
Metro
m
LONGITUD
Es la extensión de la línea que nos une a dos puntos
MASA
Es la cantidad de materia que concentra un cuerpo
Kilogramo
kg
TIEMPO
Es la duración de un fenómeno
Segundo
s
TEMPERATURA TERMODINÁMICA
Es el nivel de agitación de las moléculas que están en un cuerpo
Kelvin
K
INTENSIDAD DE CORRIENTE
Es la rapidez de un flujo de electricidad
Ampere
A
INTENSIDAD LUMINOSA
Es la cantidad de luz que emite un foco luminoso
Candela
cd
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“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria” CANTIDAD DE SUSTANCIA
Es la cantidad de entes elementales de materia.
mol
mol
El SI, además de las cantidades físicas básicas, distingue y establece un grupo llamado cantidades físicas derivadas, que se definen en función de las básicas, y un tercer tipo formado por aquellas que no están incluidas en ninguno de los dos anteriores, denominadas cantidades físicas auxiliares.
CANTIDAD FISICA AUXILIAR
DEFINICION
ÁNGULO PLANO
Es la figura formada por dos rayos de origen común
ÁNGULO SÓLIDO
Figura formada por una superficie cónica y un casquete
UNIDAD
SIMBOLO
radián
rad
estereoradián
sr
Nota.- Los técnicos en muchas partes del mundo conservan aún un grupo de unidades que corresponden al Sistema Inglés de Unidades: Cantidad Física
Unidad de medida
Longitud
Pulgada (pulg)
Fuerza
Libra (lb)
Tiempo
Segundo (s)
Donde: 1 pulg = 2,54 cm ; 1 lb = 454 g (unidades de fuerza) C. Conversión de Unidades Se llama Conversión de Unidades al proceso por medio del cual la magnitud de una cantidad física, dada en términos de una unidad, se expresa en otra unidad de la misma dimensión. Ejemplo 1.- Si una pulgada equivale a 2,54 cm, convirtamos 50 pulgadas en cm. 2,54 cm
Si 1 pulg = 2,54 cm, entonces elaboramos nuestro factor de conversión así: 1 pulg Como el valor del factor de conversión es 1, entonces multiplicamos así: 2,54 cm 50 pulg × 1 pulg = 127 cm.
Ejercicio. Efectúe las siguientes conversiones: a) 25 lb a kg :………………………………………………………………………………………………….. b) 13600 kg/m3 a g/cm3 :……………………………………………………………………………………..
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“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria” D. Notación Científica Llamamos notación científica a la forma de expresar los números grandes o pequeños mediante el producto de un número, de valor absoluto menor que 10, y una potencia de 10. Luego, si X es un número, entonces, expresarlo en notación científica consiste en hacer: X = N ×10n ,
donde: 0 < N < 10 y n ∈
Ejemplo.- Expresemos en notación científica cada magnitud: a) 150 000 000 000 m , aquí el factor N está dado por: N = 1,5. Luego el exponente n lo obtenemos contando las cifras de derecha a izquierda, hasta la penúltima cifra, esto es: 5. Luego: n = 11. Finalmente: 150 000 000 000 m = 1,5.1011 m (distancia de la Tierra al Sol) Observación.- Cuando se cuenta cifras hacia la izquierda el exponente n es positivo y cuando se cuenta cifras hacia la derecha el exponente n es negativo. Ejercicio. Escribir en notación científica: a) 300000000 m/s:………………………………………………………………………………………………….. b) 0,000000000000000000000000000000911 kg ………………………………………………………….. E. Prefijos aceptados por el SI Los prefijos para potencias de 10 son símbolos que representan una potencia de 10.
Estos prefijos son aceptados por el SI y se anteponen a cada símbolo de la unidad correspondiente en cualquier magnitud. Sólo se puede anteponer un solo prefijo a la unidad física. El centi (c) es un prefijo poco usado y sólo se le sigue empleando para el centímetro (1 cm = 10-2 m). Ejemplo.- Describamos las siguientes unidades: a) 1 km: un kilómetro = 103 m b) 1 Gm: un gigametro = 109 m c) 1 Es: un exasegundo = ……………………………………
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“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria” d) 1 mm: un milímetro =…………………………………… e) 1 µm: un micrometro = …………………………………… f) 1 ns: un nanosegundo =…………………………………… Ejercicio. Sabiendo que cada magnitud está expresada en términos de prefijos del SI, se pide escribirlos en notación científica: a. 890 Es
= .........................
b. 0,256 Ycd = ......................... c. 78,36 Ms d. 14 560 kg e. 678,81 mm
= ......................... = ......................... = .........................
f. 0,007 8 zmol = ......................... g. 57,89 aA
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