Magnitudes y unidades

Magnitudes y unidades

Las magnitudes son propiedades o atributos medibles y su resultado es un número seguido de la unidad. p.e. 5 kg, 10 m, 1 hora.

La medida de una magnitud supone la comparación del objeto que encarna dicha propiedad con otro de la misma naturaleza que se toma como referencia y que constituye el patrón.

Tipos de magnitudes

Magnitudes escalares: son definidas mediante un número seguido de la unidad correspondiente (p.e. longitud, volumen, masa, temperatura, energía, etc)

Magnitudes vectoriales: además del número y la unidad, necesitan una dirección o una recta de acción y un sentido. 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 su acción.

Sistema Internacional de Unidades (SI)

El Sistema Internacional de Unidades (SI) establece los patrones de magnitudes básicas (y su valor en termino de fenómenos físicos repetible, su nomenclatura y notación),  define magnitudes derivadas (y su equivalencia en términos de las magnitudes básicas) y un tercer tipo formado por aquellas que no están incluidas en ninguno de los dos anteriores, pero que son de uso generalizado y aceptado.

Unidades básicas

Unidades básica
Magnitud	Unidad	Símbolo
Longitud	Metro	m
Masa	Kilogramo	kg
Tiempo	Segundo	s
Intensidad de corriente eléctrica	Ampere	A
Temperatura	Kelvin	ºK
Cantidad de sustancia	Mol	mol
Intensidad luminosa	Candela	Cd

 

Unidades derivadas (con nombre propio)

Unidades más utilizadas

Unidad derivadas (con nombre propio)
Magnitud	Unidad	Símbolo	Equivalencia SI
Movimiento circular
Frecuencia	Hertz	Hz	1/s
Angulo (plano)	Radian	Rad	-
Trabajo y energía – Calor y termodinámica – Fluidos
Fuerza	Newton	N	kg m / s²
Trabajo, Energía y Calor	Joule	J	N m
Potencia y Flujo radiante	Watt	W	J / s
Presión	Pascal	Pa	N / m²
Electricidad
Carga eléctrica	Coulomb	C	A s
Voltaje	Volt	V	J / C
Resistencia eléctrica	Ohm	Ω	V / A
Capacitancia	Faradio	F	C / V

Unidades derivadas (sin nombre propio)

Existen muchas unidades derivadas (sin nombre propio), tantas como formulas físicas que relacionan a las magnitudes. Algunos ejemplos

Magnitud	Relación entre magnitudes	Unidad
Area o superficie	A = L2	m2
Volumen	V = L3	m3
Velocidad	v = L / t	m / s
Aceleración	a = v / t = L / t2	m / s2
Densidad	δ = m / V = M / L3	kg / m3
Caudal	Q = V / t =  L3 / t	m3 / s
Entropía	S = E / T = M  L2 / (t2  T)	J / ºK
Viscosidad	η = P A2 /(L Q)	Pa s

Unidades que no pertenecen al SI

Algunos ejemplos de unidades utilizadas

Unidades que no pertenecen al SI
Magnitud	Unidad	Símbolo	Equivalencia SI
Temperatura	Grado Celsius	ºC	ºK = ºC + 273º
Volumen	Litro	L	1 L = 0,001 m3
Fuerza	Kilogramo fuerza	kgf	1 kgf = 9,8 N
Calor y Energía	Caloría	cal	1 cal = 4,187 J
Presión	Atmosfera	atm	1 atm = 101.325 Pa
Viscosidad	Centipoise	cps	1 cps = 10-3 Pa s
Angulo (plano)	Grado sexagesimal	°	1° = (π/180) rad
	Minuto	′	1′= (1/60)° = (π/10.800) rad
	Segundos	″	1″ = (1/60)′ = (π/648.000) rad
Tiempo	Minuto	min	1 min = 60 s
	Hora	h	1h = 60min = 3.600s
	Día	d	1d = 24 h = 86.400 s

Las unidades se combinan, además, con prefijos para nombrar múltiplos y submúltiplos.

p.e.

1 km = 1 kilo metro = 103 m 1 µC =1 micro Coulomb= 10-6C

1 MW= 1 Mega Watts = 106 W 1 pF = 1 pico Faradio = 10-12 F

1 ns = 1 nano segundo = 10-9 s 1 mg = 1 mili gramo = 10-6 kg

Tabla de múltiplos y submúltiplos

Prefijo	Símbolo
tera	T	1012
giga	G	109
mega	M	106
kilo	k	103
hecto	h	102
deca	da	101
Unidad		1
deci	d	10−1
centi	c	10−2
mili	m	10−3
micro	µ	10−6
nano	n	10−9
pico	p	10−12

Dos reglas empíricas para los cálculos (Una vez entendido el problema y determinada la formula a utilizar)

1.       Todos los datos deben tener unidades coherentes ( p.e no se pueden multiplicar metros con milímetros ò metros ó milímetros, nada de mezclas )

2.       Verificar siempre las unidades del resultado. Un resultado con unidades incorrectas es definitivamente incorrecto (la inversa no siempre es válida)