Las magnitudes físicas son todas aquellas características medibles y cuantificables que puedan tener los cuerpos físicos, las cuales se pueden dividir en dos tipos, las magnitudes fundamentales que se pueden obtener independientemente, y las derivadas que dependen de las anteriores.
Las ciencias físicas dependen en su mayor parte de los experimentos, debido a que es una ciencia en la cual, las hipótesis, necesitan de pruebas que certifiquen la información, en la que todas las magnitudes hacen acto de presencia, ya que son muy comunes en estos experimentos.
En términos físicos la magnitud, es toda aquella propiedad que posea una sustancia, material o cuerpo físico que sea cuantificable y medible, como por ejemplo, la masa, la longitud o el volumen, por la que se logra conseguir los datos necesarios de los mismos.
Para obtener mejores resultados, se procede a medir, lo que consiste en comparar las magnitudes con otras similares, que suelen ser llamas unidades, lo que otorga mejores resultados al experimento.
Las unidades son cantidades que se utilizan como guía para medir otras cantidades del mismo tipo, como por ejemplo cuando se pesa un objeto el cual se dice que tiene dos kilogramos, el cual tiene el doble de la unidad tomada como patrón, que es el kilogramo.
En tiempos anteriores a 1960, se utilizaban diferentes magnitudes a lo largo de todo el planeta, por lo que en ese año, en la onceava reunión de la conferencia general de pesos y medidas en París, se denominaron cuáles serían las magnitudes fundamentales para todo el mundo, sin excepciones.
Primero se definieron las magnitudes fundamentales, ya que son independientes, para luego decidir cuáles serían las derivadas, que dependen de las anteriores para poder calcularse o medirse.
Ahora que se reconoce que son las magnitudes, que es medir, para que sirve y como se efectúa una medición, y que son las unidades, es mucho más sencillo comprender lo que serían las magnitudes fundamentales y derivadas, a su vez como utilizarlas.
¿Qué son las magnitudes fundamentales?
Estas son las unidades convencionales y principales de medición de propiedades de un cuerpo físico, las cuales al combinarse logran crear las magnitudes derivadas. Estas magnitudes fueron elegidas por el sistema internacional de unidades o mejor conocido por SI, que dieron 7 unidades que son la masa, la longitud, la temperatura, el tiempo, la intensidad luminosa, la cantidad de sustancia y la intensidad de corriente, teniendo cada una de estas su unidad de comparación y su propio símbolo que la caracterice.
La masa
Es una propiedad general de la materia, la cual mide la cantidad de materia que contenga un cuerpo en sí, utilizando el kilogramo como unidad que tiene como símbolo el Kg, esta se obtiene con la inercia del mismo, dado a que es la aceleración que le efectúa una fuerza sobre él.
La longitud
Esta se obtiene al tener una breve noción de la distancia del objeto, la cual es un concepto métrico, que se ha definido al conocer la distancia de un cuerpo geométrico, las cuales no deben ser confundidas, debido a que la longitud siempre será mayor que la distancia dada, esa es una medida en una sola dimensión.
Según Albert Einstein, la longitud no es una propiedad definida, debido a que todos los cuerpos físicos son medibles, y que dependiendo del observador se podrían obtener resultados distintos.
El tiempo
Es una propiedad física con la que se determinan los sucesos acontecidos, los cuales se pueden separar en pasado, futuro y un tercero que no es ninguno de los anteriores, el cual se denominó como presente. Gracias a este se pueden ordenar los sucesos e incluso determinar su duración.
La unidad de esta magnitud es el segundo el cual se simboliza con la s, no se debe utilizar la letra en mayúscula ni la abreviatura seg debido a que su respectivo y correspondiente símbolo es el que se mostró en primer lugar.
La temperatura
Es una magnitud a base de escalas definidas por la energía interna de un cuerpo termodinámicos, cuando se habla en términos físicos, a su vez también es conocido como aquella propiedad medible a través de un termómetro, que usualmente es el calor.
Las unidades de temperatura que definió como la fundamental el sistema internacional de unidades, es el Kelvin simbolizado por K, aunque en los experimentos científicos se suelan utilizar varias unidades de temperatura, siendo la más utilizada a nivel popular los Celsius o grados centígrados, y los Fahrenheit en EE.UU.
La intensidad luminosa
Es definida como la cantidad de flujo luminoso que posee un cuerpo o sustancia física por cada unidad de ángulo sólido, su unidad es la candela simbolizada por el Cd otorgada por el sistema internacional de unidades.
Se denomina como fuente luminosa puntual a aquella que emite su energía lumínica en todas las direcciones por igual, como por ejemplo las lámparas, en cambio a las que su luminiscencia varía dependiendo del ángulo de la dirección considerada y la normal de esta, a las que se les denomina superficie reflectora de Lambert.
Cantidad de sustancia
Se define como el número de entidades presentes en una sustancia o cuerpo físico, dependiendo de la unidad de cantidad de sustancia elegida, podría afectar la constante de proporcionalidad, la cual tiene como unidad predeterminada el mol, que se define como la cantidad de sustancia que tenga un cuerpo físico.
Intensidad de corriente
Esta se debe a al movimiento de las cargas en el mismo, que usualmente son electrones, la cual es el flujo de corriente eléctrica que puede recorrer un material, a esta también se le denomina como caudal que la cantidad de carga por unidad de tiempo. Su unidades el amperio simbolizado por A.
El instrumento con el cual se cuantifica y se mide esta unidad es el galvanómetro, que cuando se calibra en amperios, se conoce como amperímetro.
Para estas magnitudes también se encuentra el sistema cegesimal de unidades el cual puede servir para medir la masa, la longitud y el tiempo, teniendo cada uno su respectiva unidad cegesimal que se mostraran a continuación.
- Masa: para esta se utiliza el gramo (g)
- Longitud: para medir esta propiedad se utilizan los centímetros (cm)
- Tiempo: al momento de medir una cantidad determinada de esta magnitud se utiliza el segundo (s)
¿Cuáles son las magnitudes derivadas?
Estas son el resultado de la combinación de las magnitudes fundamentales, dando como resultados estos derivados, entre las cuales existen varias, pero las más comunes son la energía, la fuerza, la aceleración, la densidad, el volumen y la frecuencia.
Para obtener estas magnitudes es necesaria la combinación de dos o más magnitudes fundamentales, como por ejemplo, si se quiere obtener la fuerza, se debe multiplicar la masa por la longitud para luego dividirlo dos veces entre el tiempo.
Estas magnitudes también poseen sus respectivas unidades, que son las siguientes:
- Fuerza: se utiliza el Newton (N)
- Energía: para esta se usa el Julio (J)
- Aceleración: se utiliza el metro sobre segundo al cuadrado (m/s2)
- Volumen: se utiliza el metro cubico (m3)
- Densidad: En esta se usa el kilogramo por metro cubico (kg/m3)
- Frecuencia: para esta se utiliza el hercio (Hz)
Existen muchas de estas, ya que se pueden combinar incluso más de dos magnitudes fundamentales, que pueden dar como resultado propiedades como el volumen molar, la presión, la carga eléctrica, flujo magnético, inductancia, entre muchas otras más.