CAPITULO I MAGNITUDES FÍSICAS Y MEDIDA.

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Sin embargo, existen otras magnitudes que precisan para su total definición que se especifique, además de los elementos anteriores, una dirección o una recta de acción y un sentido: son las llamadas magnitudes vectoriales o dirigidas. La fuerza es un ejemplo claro de magnitud vectorial, pues sus efectos al actuar sobre un cuerpo dependerán no sólo de su cantidad, sino también de la línea a lo largo de la cual se ejerza dicha fuerza, la cual puede dar efectos físicos diferentes.

Al igual que los números reales son utilizados para representar cantidades escalares, las cantidades vectoriales requieren el empleo de otros elementos matemáticos diferentes de los números, con mayor capacidad de descripción. Estos elementos matemáticos que pueden representar intensidad (cantidad), dirección y sentido se denominan vectores.

Las magnitudes que se manejan en la vida diaria son, por lo general, escalares. El dependiente de una tienda, el comerciante o incluso el contador manejan números: masas, precios, volúmenes, etc., y por ello les es suficiente saber operar bien con números. Sin embargo, el ingeniero debe manejar magnitudes vectoriales, por tanto deben conocer como operar con los vectores.

Segunda clasificación: - magnitudes fundamentales

- magnitudes derivadas

En las ciencias físicas tanto las leyes como las definiciones relacionan matemáticamente entre sí grupos de magnitudes, por lo general muy amplios. Por ello es posible seleccionar un conjunto reducido de estas magnitudes de tal modo que cualquier otra magnitud pueda ser expresada en función de dicho conjunto.

Esas pocas magnitudes relacionadas se denominan magnitudes fundamentales, mientras que el resto que pueden expresarse en función de las magnitudes fundamentales reciben el nombre de magnitudes derivadas.

Algunas magnitudes fundamentales son la longitud, el tiempo etc., y una magnitud derivada es la velocidad.

SISTEMAS DE UNIDADES

¿Qué es un sistema de unidades?

Cuando se ha elegido un conjunto reducido y completo de magnitudes fundamentales y se han definido correctamente sus unidades correspondientes, se dispone entonces de un sistema de unidades.

La definición de unidades dentro de un sistema se atiene a diferentes criterios. Así la unidad ha de ser constante como corresponde a su función de cantidad de referencia equivalente para las diferentes mediciones, pero también ha de ser reproducible con relativa facilidad en un laboratorio. Ejemplo el metro, el segundo, el kilogramo etc.

Sin embargo hay otras unidades tales como el amperio, unidad de la intensidad de corriente eléctrica, ha evolucionado en el tiempo. Debido a que las fuerzas pueden medirse con bastante precisión y facilidad, en la actualidad se define el amperio a partir de un fenómeno electromagnético en el que aparecen entre conductores de corriente eléctrica fuerzas cuya magnitud depende de la intensidad de la corriente.

La unidad de medida tiene diferente denominación o nombre conforme nos encontremos trabajando en un determinado sistema de unidades.

La longitud de una mesa podría ser medida en pies, yardas o metros. La longitud de la mesa no cambia, lo que cambia es la elección de la unidad de medida, la cual corresponde a diferentes sistemas de unidades.

La unidad de medida se convierte en unidad estándar o patrón si es aceptada oficialmente por todos quienes hacen uso de ellas.

SISTEMA METRICO DE UNIDADES

El sistema métrico es el más difundido en el mundo en comparación con otros sistemas de unidades. Tiene sus inicios alrededor de 1790 en plena revolución francesa, cuando la Asamblea Nacional de Francia solicito a la Academia Francesa de Ciencias “establecer un estándar invariable para todas las medidas y pesos”.

La característica importante del sistema métrico es que se encuentra sustentado en el sistema de base decimal.

Las unidades básicas o fundamentales del sistema métrico son:

• El metro (m) unidad de longitud

• El kilogramo (Kg) unidad de masa

• El segundo (s) unidad de tiempo

Para cada una de las cantidades fundamentales del sistema métrico existen patrones, que están reproducidos en cada uno de los países.

El sistema métrico ha sido modernizado y mejorado a partir de 1960 por un comité internacional, que estableció un nuevo conjunto de patrones para sus cantidades fundamentales. Este nuevo sistema recibe el nombre de SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI).

El sistema internacional ha sido adoptado por la mayoría de los países del mundo incluyendo a los de habla inglesa, quienes se encuentran adecuando al nuevo sistema.

SISTEMA INGLES DE UNIDADES

El sistema ingles tiene sus orígenes en Inglaterra, y a partir del establecimiento del sistema métrico se establecieron equivalencias entre dichos sistemas.

Las unidades básicas o fundamentales en el sistema ingles son:

• El pie (ft) unidad de longitud

• Slug unidad de masa

• Segundo (s) unidad de tiempo

El slug se definió inicialmente en términos de la unidad de fuerza denominada libra (peso). Una fuerza de una libra (lb) que actúa sobre la masa de un slug produce una aceleración de un pie por segundo al cuadrado (pie/s2).

La definición de las diferentes unidades fundamentales ha evolucionado con el tiempo al mismo ritmo que las propias ciencias físicas. Así, el segundo se definió inicialmente como 1/86 400 la duración del día solar medio, esto es, promediado a lo largo de un año.

Un día normal tiene 24 horas aproximadamente, es decir 24x60x60 = 86400 segundos; no obstante, esto tan sólo es aproximado, pues la duración del día varía a lo largo del año en algunos segundos, de ahí que se tome como referencia la duración promedio del día solar.

Pero debido a que el periodo de rotación de la Tierra puede variar, y de hecho varía, se ha acudido al átomo para buscar en él un periodo de tiempo fijo al cual referir