2014 Fisica 03 Estandares y Unidades

M ÓDULO 3: E STÁNDARES
Y UNIDADES
Física
Tiempo. Longitud. Masa. Prefijos. Sistemas.
Sistemas

UTN – Facultad Regional Trenque Lauquen
21/01/2014

UTN – Facultad Regional Trenque Lauquen

Física – Ingreso 2014

MÓDULO 3: ESTÁNDARES Y UNIDADES
Física
En los módulos anteriores ya mencionamos que la Física es una ciencia
experimental, por lo tanto es fundamental que podamos medir lo queobservamos.
Durante tus estudios universitarios realizarás muchas mediciones en los
laboratorios de cada asignatura, pero en Física nos gusta decir que el mundo
es nuestro Laboratorio.
Experiencia en clase: “Torre de Pisa”
Experiencia en clase: “El mayor es …”

Los experimentos requieren mediciones, cuyos resultados suelen describirse
con números. Un número empleado para describir cuantitativamente unfenómeno físico es una cantidad física. Dos cantidades físicas, por ejemplo,
que describen a alguien como vos son tu peso y estatura. Algunas cantidades
físicas son tan básicas que sólo podemos definirlas describiendo la forma de
medirlas; es decir, con una definición operativa. Ejemplos de ello son
medir una distancia con una regla, o un lapso de tiempo con un cronómetro.
En otros casos, definimos unacantidad física describiendo la forma de
calcularla a partir de otras cantidades medibles. Así, podríamos definir la
rapidez promedio de un objeto en movimiento, como la distancia recorrida
(medida con una regla) dividida por el tiempo de recorrido (medido con un
cronómetro).
Al medir una cantidad, siempre la comparamos con un estándar de
referencia. Si decimos que una puerta tiene una longitud de2 m, queremos
decir que es 2 veces más larga que una vara de metro, que por definición
tiene 1 m de largo. Dicho estándar defina una unidad de la cantidad. El
metro es una unidad de distancia; y el segundo, de tiempo. Al describir una
cantidad física con un número, siempre debemos especificar la unidad
empleada; describir una distancia simplemente como “2” no tendría
significado.
Las medicionesexactas y confiables requieren unidades inmutables que los
observadores puedan volver a utilizar en distintos lugares. El sistema de
unidades empleado por los científicos e ingenieros en todo el mundo se
denomina comúnmente “sistema métrico” aunque, desde 1960, su nombre
oficial es Sistema Internacional, o SI.

Clasificación de las magnitudes físicas por su origen
1

UTN – Facultad Regional TrenqueLauquen

Física – Ingreso 2014

A) Magnitudes Fundamentales
Son aquellas que sirven de base para escribir las demás magnitudes.
Para la Física del ingreso, tres magnitudes fundamentales son suficientes:
La longitud, la masa y el tiempo.
Tiempo
De 1889 a 1967, la unidad de tiempo se definió como cierta fracción del día
solar medio (el tiempo promedio entre llegadas sucesivas del Sol al cénit). Elestándar actual, adoptado en 1967, es mucho más preciso; se basa en un
reloj atómico que usa la diferencia de energía entre los dos estados
energéticos más bajos del átomo de cesio. Al bombardearse con microondas
de cierta frecuencia exacta, el átomo de cesio sufre una transición entre
dichos estados. Un segundo (que se abrevia como s) se define como el
tiempo que tardan 9.192.631.770 ciclos deesta radiación de microondas.
Longitud
En 1960 se estableció también un estándar atómico para el metro,
utilizando la longitud de onda de la luz anaranjada-roja emitida por átomos
de kriptón (86Kr) en un tubo de descarga de luz. Usando este estándar de
longitud, se comprobó que la rapidez de la luz en el vacío era de 299.792.458
m/s. En noviembre de 1983, el estándar de longitud se modificó otravez, de
manera que la rapidez de la luz en el vacío fuera, por definición,
exactamente de 299.792.458 m/s. El metro se define de modo que sea
congruente con este número y con la definición anterior del segundo. Así, la
nueva definición de metro (que se abrevia m) es la distancia que recorre la
luz en el vacío en 1/299.792.458 segundos. Éste es un estándar de longitud
mucho más preciso que el...