2. SISTEMAS DE UNIDADES.
La física se ocupa casi, exclusivamente de cantidades medibles por eso es importante
conocer los siguientes términos
Magnitud. - Es todo aquello que puede ser medido.
Medida. - Es la comparación de una magnitud con otra de la misma especie, que
arbitrariamente se tomó como unidad. La magnitud de una cantidad física se expresa
mediante un número de veces la unidad de medida.
Un sistema de unidades es un conjunto de unidades de medida consistente, normalizado y
uniforme. En general definen unas pocas unidades de medida a partir de las cuales se deriva
el resto. Existen varios sistemas de unidades:
1.1. El Sistema Absoluto esta formado por:
• El Sistema MKS (SI): metro, kilogramo, segundo.
• El Sistema CGS: centímetro, gramo, segundo.
• El Sistema FPS: pie, libra, segundo.
1.2. El Sistema Técnico esta formado por:
• El Sistema MKS (europeo): metro, unidad técnica de masa, segundo.
• El Sistema FPS(inglés): pie, slug, segundo.
3. 1 CLASIFICACIÓN DE LAS MAGNITUDES
1. Clasificación de las
Magnitudes
1.1. Por su origen
1.1.1. Magnitudes Fundamentales
1.1.2.Magnitudes Derivadas
1.2. Por su naturaleza
2.2.1. Magnitudes escalares
1.2.2. Magnitudes vectoriales
4. 1.1.1. Magnitudes Fundamentales. - No se definen en términos de otras magnitudes
y dependen del sistema de unidades. En el Sistema Internacional las magnitudes
fundamentales son:
1.1. POR SU ORIGEN
Magnitud
fundamental
Unidad Símbolo Dimensión
Longitud metro m L
Masa kilogramo kg M
Tiempo segundo s T
Temperatura kelvin K 𝜃
Cantidad de
sustancia
mol mol N
Intensidad de
corriente
amperio A I
Intensidad luminosa candela cd
5. 1.1.2.Magnitudes Derivadas. - Se forman mediante la combinación de magnitudes
fundamentales. Ejemplos:
1.1. POR SU ORIGEN
Magnitud Unidad Símbolo Expresión SI
Superficie 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑐𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑚2
𝐿2
Volumen 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑐ú𝑏𝑖𝑐𝑜 𝑚3
𝐿3
Velocidad 𝑀𝑒𝑡𝑟𝑜
𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜
𝑚
𝑠
𝐿𝑇−1
Aceleración 𝑀𝑒𝑡𝑟𝑜
𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜 𝑐𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜
𝑚
𝑠2
𝐿𝑇−2
Fuerza 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛
𝑁: [𝐾𝑔 ·
𝑚
𝑠2
]
𝑀𝐿𝑇−2
Energía, trabajo 𝑗𝑢𝑙𝑖𝑜
𝐽: [𝐾𝑔 ·
𝑚2
𝑠2
]
𝑀𝐿2
𝑇−2
Densidad 𝑘𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜
𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑐ú𝑏𝑖𝑐𝑜
𝜌 = [
𝐾𝑔
𝑚3
]
𝑀𝐿−3
6. 1.2.1. Magnitudes escalares son aquellas que
quedan completamente definidas por un
número y las unidades utilizadas para su
medida. Las magnitudes escalares están
representadas por el ente matemático más
simple, por un número. Podemos decir que
poseen un módulo, pero carecen de dirección y
sentido. Ej.: la masa, la temperatura,
la densidad, etc.
1.2. POR SU NATURALEZA
1.2.2. Magnitudes vectoriales son
aquellas que quedan caracterizadas por
una cantidad o módulo, una dirección y
un sentido. Un vector se representa
mediante un segmento orientado. Ej.:
la velocidad, la aceleración, la fuerza,
etc.
8. LA FÍSICA Y LA RELACIÓN CON OTRAS
CIENCIAS.
Física
y
su
Relación
con
otras
Ciencias
Matemáticas.- La física es una ciencia que necesita de las matemáticas para existir, si queremos analizar un fenómeno físico, necesitamos
traducirlo a una expresión matemática, como una ecuación. Ocurre que en la matemática es el idioma en que se puede expresar con
mayor precisión lo que se dice en la física
ASTRONOMÍA .- se relaciona con la astronomía dando las leyes que nos permiten entender los diferentes procesos que ocurren en el
Universo como las leyes del movimiento de los planetas, satélites y otros cuerpos.
BIOLOGÍA.- se relacionan entre sí en la llamada biofísica. La relación de la física y la biología se debe a que la biología está ligada a leyes
de la física, son un complemento una de la otra. La física en biología nos ayuda a entender aspectos como la oceanografía que estudia
como circula el agua y esto a su vez influye en la distribución de especies.
DEPORTE.- El deporte y la física están íntimamente conectados. Esto es porque cada deporte depende de la capacidad de un atleta para
ejercer la fuerza. La fuerza es uno de los puntos clave en el estudio de la física, por eso esta relación es simbiótica.
GEOGRAFIA .- Estudia los fenómenos naturales que ocurren en la superficie terrestre y las interacciones humanas con el ambiente,
desde una perspectiva espacial.
con Química La Química es una de las ciencias que mas afinidad tiene con la Física. En efecto, los fenómenos físicos ocurren
generalmente en conjunción con los químicos. Basta ver las manifestaciones de nuestro entorno para poder aplicar esta situación. No
olvidemos que química + física = Biología, o sea la manifestación de la vida y los seres vivos.
GEOLOGÍA También llamada La geofísica estudia la Tierra desde el punto de vista de la física y su objeto de estudio está formado por
todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra. En algunos casos aprovechan
campos o fenómenos naturales gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, entre otros.
TECNOLOGÍA La física va de la mano con la tecnología ya que es la que permite el descubrimiento de nuevas cosas. Todo tiene física, al
hacer mover un auto, al caminar al descubrir el movimiento de algo y por ende el ser humano avanza tecnológicamente.
9. 2.1. Prefijos.- Los prefijos del Sistema Internacional se utilizan para nombrar a los múltiplos y
submúltiplos de cualquier unidad del SI, ya sean unidades básicas o derivadas. Estos prefijos se anteponen al
nombre de la unidad para indicar el múltiplo o submúltiplo decimal de la misma; del mismo modo, los símbolos
de los prefijos se anteponen a los símbolos de las unidades.
2. SISTEMA INTERNACIONAL.
10n Prefijo Símbolo Equivalencia decimal en los prefijos del Sistema Internacional
1024 Yotta Y 1 000 000 000 000 000 000 000 000
1021 Zetta Z 1 000 000 000 000 000 000 000
1018 Exa E 1 000 000 000 000 000 000
1015 Peta P 1 000 000 000 000 000
1012 Tera T 1 000 000 000 000
109 Giga G 1 000 000 000
106 Mega M 1 000 000
103 Kilo K 1000
102 Hecto H 100
101 Deca D 10
100
10−1 deci d 0,1
10−2 centi c 0,01
10−3 mili m 0,001
10−6 micro µ 0,000 001
10−9 nano n 0.000 000 001
10−12 pico p 0.000 000 000 001
10−15 femto f 0.000 000 000 000 001
10−18 atto a 0.000 000 000 000 000 001
10−21 zepto z 0.000 000 000 000 000 000 001
10−24 yocto y 0.000 000 000 000 000 000 000 001
10. 2.2. Unidades SI derivadas con nombres y símbolos especiales.
2. SISTEMA INTERNACIONAL.
Magnitud Nombre Símbolo Expresión en otras
unidades SI
Expresión en unidades SI
básicas
Frecuencia Hertz Hz s-1
Fuerza newton N m·kg·s-2
Presión pascal Pa N·m-2 m-1·kg·s-2
Energía, trabajo,
cantidad de calor
Joule J N·m m2·kg·s-2
Potencia Watt W J·s-1 m2·kg·s-3
Cantidad de electricidad
carga eléctrica
coulomb C s·A
Potencial eléctrico
fuerza electromotriz
Volt V W·A-1 m2·kg·s-3·A-1
Resistencia eléctrica Ohm W V·A-1 m2·kg·s-3·A-2
Capacidad eléctrica Farad F C·V-1 m-2·kg-1·s4·A2
Flujo magnético weber Wb V·s m2·kg·s-2·A-1
Inducción magnética Tesla T Wb·m-2 kg·s-2·A-1
Inductancia henry H Wb·A-1 m2·kg s-2·A-2
11. 2.3. Unidades definidas a partir de las unidades SI, pero que no son múltiplos o
submúltiplos decimales de dichas unidades.
2. SISTEMA INTERNACIONAL.
Magnitud Nombre Símbolo Relación
Ángulo plano Vuelta 1 vuelta= 2 p rad
Grado º (pi/180) rad
minuto de ángulo ' (pi /10800) rad
segundo de ángulo " (pi /648000) rad
Tiempo Minuto min 60 s
Hora h 3600 s
Día d 86400 s
2.4. Nombres y símbolos especiales de múltiplos y submúltiplos decimales de unidades SI
autorizados
Magnitud Nombre Símbolo Relación
Volumen Litro l o L 1 dm3=10-3 m3
Masa Tonelada t 103 kg
Presión y tensión Bar bar 105 Pa
12. 3. REGLAS INTERNACIONALES DE REDONDEO DE
NÚMEROS.
Si el dígito a la derecha del último requerido es:
a) Menor que 5, se deja el dígito precedente intacto. Ej:
5,341= 5,34
0,563= 0,56
b) Mayor que 5, se aumenta una unidad el dígito precedente.
5,346= 5,35
100,887=100,89
0,569= 0,57
c) Un 5 seguido de cualquier dígito, se aumenta una unidad el dígito precedente.
5,3451= 5,35
100,885003=100,89
0,5654= 0,57
13. 3. REGLAS INTERNACIONALES DE REDONDEO DE
NÚMEROS.
Si el dígito a la derecha del último requerido es:
d) Un 5 NO seguido de dígitos, se deja al dígito precedente sin cambiar si es par, y se aumenta una
unidad si es impar, de modo que siempre termine en par.
Par: 5,345= 5,34
100,885=100,88
0,565= 0,56
Impar: 5,355= 5,36
100,895=100,9
0,575= 0,58
14. 3. REGLAS INTERNACIONALES DE REDONDEO DE
NÚMEROS.
e) Sumas y Restas: se efectúa la operación y se redondea teniendo en cuenta la última cifra
significativa del valor menos exacto. Ej:
5,345+ 10,28= 15,625 = 15,62
23,125+ 30,7786= 15,625 = 53,9036 = 53,904
56 – 40,25 =15,75= 16
f) Multiplicación y división: se efectúa la operación y se expresa el resultado con las cifras
significativas del valor menos exacto. Ej.:
3,24*4,7623= 15,429852 = 15,43
15,327/13,2 =1,161 136 364 =1,2
15. 4.NOTACIÓN CIENTÍFICA
La notación científica (o notación índice estándar) es una manera rápida de representar
un número utilizando potencias de base diez. Esta notación se utiliza para poder expresar
muy fácilmente números muy grandes o muy pequeños.
Los números se escriben como un producto:
siendo:
a = un número real mayor o igual que 1 y menor que 10, que recibe el nombre de coeficiente.
n = un número entero, que recibe el nombre de exponente u orden de magnitud.
Por tanto, un número como:
156 234 000 000 000 000 000 000 000 000 puede ser escrito como 1,56234×1024
Un número pequeño como:
0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 910 939 kg (masa de un electrón) puede ser
escrito como 9,10939×10−31
kg.
