1.2.- La importancia de la medida
1.2.1.- Magnitudes y unidades

Una magnitud es toda propiedad de un cuerpo que se pueda medir, por ejemplo, la masa, el volumen, la densidad, …

Hay varios tipos de magnitudes:

  • atendiendo a su formulación:

    • Magnitudes fundamentales: aquellas que se determinan por sí solas, no necesitan de otras para quedar perfectamente definidas, por ejemplo, la masa, el  tiempo, el espacio, la temperatura, …

    • Magnitudes derivadas: Aquellas que dependen de otras magnitudes para definirse, por ejemplo, el volumen, la velocidad, la densidad, …
       

  •  atendiendo a su direccionalidad:

    • Magnitudes escalares: aquellas que dando el valor medido (modulo) quedan perfectamente definidas, por ejemplo, la masa, el tiempo, la temperatura, …

    • Magnitudes vectoriales: Aquellas en las que, además de dar su módulo, requieren de una dirección y un sentido para poder determinarlas con toda precisión, por ejemplo, el espacio, la velocidad, la fuerza, …

Para medir una cierta cantidad de una magnitud, hace falta compararla con otra cantidad de la misma magnitud que tomamos como patrón. A dicho patrón se le denomina unidad.

Las unidades, definidas por convenio, deben cumplir tres condiciones:

  • Deben ser constantes: no deben variar de un proceso de medida a otro.

  • Deben ser universales: Conocidas por todos.

  • Deben ser fáciles de reproducir: Hoy en día, esta propiedad está en desuso, ya que se prefiere la exactitud de las unidades, por ejemplo, fíjate en las definiciones actualmente en uso de estas dos unidades de magnitudes fundamentales:

    • Metro: Es la longitud igual a 1650763,73 longitudes de onda en el vacío de la radiación correspondiente a la transición entre los niveles 2p10 y 5d5 del átomo de Kripton isótopo 86 (definición dada en 1960).

    • Segundo: Es la duración de 9192631770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de Cesio (definición dada en 1967).

    • Kilogramo: Es una unidad de masa y es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo. La actual masa prototipo es un cilindro de platino e iridio que se conserva en el Museo de Pesas y Medidas de París.

    Obviamente estas unidades de fácil reproducción no tienen nada, pero en contrapartida son extremadamente constantes y precisas.

Con objeto de garantizar la uniformidad y equivalencia en las mediciones, así como facilitar todas las actividades tecnológicas industriales y comerciales, diversas naciones del mundo suscribieron el Tratado de la Convención del Metro, en el que se adoptó el Sistema Internacional de Unidades (SI). Este Tratado fue firmado por 17 países en París, Francia, en 1875. A este tratado se adhirieron posteriormente otros países hasta formar en la actualidad 48 (entre ellos España) donde es obligatorio usar y enseñar dichas unidades.

Existen otros sistemas de unidades como el antiguo CGS o el sistema inglés (muy difundido en Estados Unidos, Reino Unido y Japón) pero que cada vez están más es desuso.

Algunas de las Unidades utilizadas en el Sistema Internacional, también llamado Sistema Métrico, quedan reflejadas en la siguiente tabla:

 

UNIDADES DEL SISTEMA INTERNACIONAL

Magnitud

Símbolo

Definición

Unidad en el S.I.

Sím. uni.

Longitud

L

L

metro

m

Masa

M

M

Kilogramo

Kg

Tiempo

t

t

segundo

s

Superficie

S

S=L2

metro cuadrado

m2

Volumen

V

V=L3

metro cúbico

m3

Densidad

d

d=M/V=M/L3

Kg/metro cúbico

Kg/m3

Velocidad

v

v=L/t

metro/segundo

m/s

Aceleración

a

a=v/t=L/t2

metro/segundo al cuadrado

m/s2

Fuerza

F

F=M.a=M.L/t2

Newton

N=Kg.m/s2

Presión

P

P=F/S= M/L.t2

Pascal

Pa=Kg/(m.s2)

Trabajo

W

W=F.L= M.L2/t2

Julio

J=Kg.m2/s2

Potencia

P

P=W/t = M.L2/t3

vatio

w= Kg.m2/s3

 

En ocasiones, los patrones definidos como unidades, no son adecuados para medir ciertas cantidades de magnitudes, por lo que se hace necesario la utilización de múltiplos y submúltiplos de dichas unidades:

 

SISTEMA MÉTRICO DECIMAL

Prefijo

Símbolo

Equivalencia

Prefijo

Símbolo

Equivalencia

Deca

D

101

deci

d

10-1

Hecto

H

102

centi

c

10-2

Kilo

K

103

mili

m

10-3

Mega

M

106

micro

m

10-6

Giga

G

109

nano

n

10-9

Tera

T

1012

pico

p

10-12

Peta

P

1015 femto

f

10-15
Exa

E

1018 atto

a

10-18
Zetta

Z

1021 zepto

z

10-21
Yotta

Y

1024 yocto

y

10-24

Puedes encontrar más información en la siguiente dirección de Internet:

http://edison.upc.es/units/SIcas.html