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Cap. 1 Introducción a la Física

h.

Si la Teoría se cumple y demuestra, a partir de ella se formulará una Ley,
que tratará de describir el fenómeno.

Antes de Galileo, la mayor parte de los experimentos no seguían este orden de
pensamiento, sino que se basaban en la observación del medio y emisión de
teorías, sin mayor comprobación posterior de éstas. La novedad que trajo consigo el métodocientífico fue que se trabajaba con hipótesis que debían ser
demostradas. Todo ello supuso un gran avance para la física como ciencia,
puesto que se empezó a observar la naturaleza y a afirmar expresiones, hoy en
día tan comunes como “parece que va a llover”.
Este método no siempre ha sido la clave de los descubrimientos, en muchos
casos gran parte del progreso de la ciencia se ha debido a resultadosobtenidos
por error o por casualidad.

1.4 SISTEMAS DE MAGNITUDES Y UNIDADES.
Medir una magnitud consiste en compararla con una cantidad arbitraria fija de
la magnitud. Una medición se expresa con un número seguida de un símbolo
de la unidad usada. Existen medidas directas e indirectas, por ejemplo el largo
y el ancho de una sala son medidas directas, pero la superficie de la sala es
una medidaindirecta. Gran parte de la Física tiene que ver con la medida de
cantidades físicas tales como distancia, tiempo, volumen, masa, temperatura,
etc. Las leyes Físicas se expresan en términos de cantidades básicas que requieren una definición clara, llamadas magnitudes físicas fundamentales. En
mecánica las magnitudes físicas fundamentales son tres: longitud, tiempo y
masa. Se llaman magnitudes físicasfundamentales porque están definidas en
forma independiente de cualquier otra magnitud física.
Para que sean útiles deben ser invariables y reproducibles y se debe definir
una unidad de medida única para la magnitud física, llamada patrón de medida. El Sistema Internacional (SI) de unidades determina el conjunto de patrones de medida. En este sistema, las unidades de medida de las magnitudesfísicas fundamentales en Mecánica, son las que se dan en la tabla 1.1. Este se
conoce también como el sistema MKS (abreviaturas de metro, kilogramo y
segundo). También existe el sistema CGS cuyas unidades de medida son el
centímetro, gramo y segundo, y el sistema inglés de ingeniería, que es extre-

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Cap. 1 Introducción a la Física

madamente confuso, por lo que no lo usaremos en este curso. El SIes el que
se usa mayoritariamente en todas las áreas de las ciencias.
La definición operacional actual de las magnitudes físicas fundamentales se da
a continuación.

Tabla 1.1. Unidades de medida de las magnitudes físicas fundamentales en mecánica.
Magnitud Física Unidad de medida Símbolo
Longitud
Metro
m
Tiempo
Segundo
s
Masa
Kilogramo
kg

Longitud: Se han desarrollado muchos sistemas de mediciónde longitud, pero
se han abandonado por razones de precisión. Desde 1983, la unidad de longitud, el metro, se define como la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un tiempo de 1/299792458 segundos. De paso esta definición establece
que la rapidez de la luz en el vacío es de 299 792 458 m/s.
Tiempo: En 1967 se definió el segundo como unidad de tiempo igual a 9 192
631 770 periodos dela radiación de átomos de cesio 133. Con un reloj atómico de cesio, se puede medir la frecuencia de su radiación con una precisión de
una parte en 1012, lo que equivale a una incertidumbre menor que un segundo
cada 30000 años.
Masa: Desde 1987 se considera como unidad de masa, el kilogramo, que se
define como la masa de una aleación de platino e iridio que se conserva en el
LaboratorioInternacional de Pesas y Medidas en Sevres, cerca de París, Francia. Este patrón es confiable porque dicha aleación es muy estable.
Las otras magnitudes fundamentales de la Física, que con las anteriores suman
siete en total, están indicadas en la tabla 1.2.
En ciencias se usan muchas otras magnitudes físicas, que se obtienen como
una combinación de las magnitudes físicas fundamentales. Se llaman...