Medición de magnitudes físicas

1. FÍSICA Y MEDICIÓN DE MAGNITUDES FÍSICAS

1.1 INTRODUCCIÓN

La física es la ciencia que describe los fenómenos naturales y trata de establecer las leyes que los gobiernan. Esto lo hace mediante el estudio de las propiedades de la materia y la energía, así como del tiempo, el espacio y las interacciones de estos cuatro conceptos entre sí.
La física influye en nuestra sociedad a cualquierescala, pues abarca desde lo infinitamente grande, la astrofísica, a lo infinitamente pequeño, la física de las partículas elementales. Por ello no debe extrañar la presencia de la física en todo lo que ha representado progreso científico y técnico. Las aplicaciones en ingeniería se establecen directamente sobre las bases de la Física. Sin los conocimientos de la Física no existirían ni autos,ni radios, ni computadores, ni plantas de generación y conversión de Energía.

1.2 LA FISICA Y LA MEDICION DE MAGNITUDES FISICAS

La física no es sólo una ciencia teórica; es también una ciencia experimental. Como toda ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros.
El estudio experimental deun fenómeno físico requiere la medición de magnitudes físicas. Una magnitud física es una propiedad o cualidad medible de un sistema físico, es decir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medición.
La medición es una técnica por medio de la cual asignamos un número a una magnitud física, como resultado de una comparación de dicha magnitud con otra de su mismanaturaleza, la cual se toma como patrón y se denomina unidad.

1.3 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (S.I.)

Un conjunto de magnitudes independientes y sus correspondientes unidades se denominan fundamentales. Las restantes magnitudes y sus unidades se denominan derivadas.
En 1960, la XI conferencia general de pesos y medidas adoptó el sistema internacional (S.I.); un sistema coherente deunidades en el cual se puede expresar unidades de cualquier magnitud física. Actualmente, el S.I. está constituido por siete unidades fundamentales, dos unidades suplementarias y las unidades derivadas correspondientes.
En la tabla 1.1 presentamos las unidades fundamentales y suplementarias del S.I.

Tabla 1.1: Magnitudes fundamentales y suplementarias del S.I.
Magnitud Unidad Símbolo
LongitudMetro m
Masa Kilogramo Kg
Tiempo Segundo s
Intensidad de corriente eléctrica Amperio A
Temperatura Kelvin K
Cantidad de sustancia Mol mol
Intensidad luminosa Candela cd
*Angulo plano Radian rad*Angulo sólido Stereoradian strad

En el estudio de un fenómeno físico encontramos que las magnitudes físicas pueden ser escalares o vectoriales.

1.4 MAGNITUDES ESCALARES

Son magnitudes cuya completa determinación requiere el conocimiento de su módulo. Ejemplos de escalares son la longitud, la masa, el tiempo, la temperatura, la energía, etc. Las operaciones conescalares obedecen las conocidas reglas del álgebra elemental.

1.5 MAGNITUDES VECTORIALES

Son magnitudes cuya completa determinación exige el conocimiento de su dirección y sentido, además del módulo. Ejemplos de magnitudes vectoriales son el desplazamiento, la velocidad, la aceleración, la fuerza, etc. Las operaciones con vectores obedecen las reglas del álgebra vectorial y que abordaremosluego.
1.6 CIFRAS SIGNIFICATIVAS
Al informar un resultado, es importante ser honesto para que no parezca más exacto que lo que permite el equipo con el que se obtuvo el resultado. Se puede ser honesto si se controla la cantidad de dígitos, o cifras significativas con las que se anota el resultado de la medición.
Las cifras significativas de un número son aquellas que tienen significado real o...