.Magnitudes Fundamentales y Derivadas

MAGNITUDES FUNDAMENTALES Y DERIVADAS

Magnitudes y medida

El gran físico inglés Kelvin consideraba que solamente puede aceptarse como satisfactorio nuestro conocimiento si somos capaces de expresarlo mediante números. Aun cuando la afirmación de Kelvin tomada al pie de la letra supondría la descalificación de valiosas formas de conocimiento, destaca la importancia del conocimiento cuantitativo. La operación que permite expresar una propiedad o atributo físico en forma numérica es precisamente la medida.

Magnitud, cantidad y unidad

La noción de magnitud está inevitablemente relacionada con la de medida. Se denominan magnitudes a ciertas propiedades o aspectos observables de un sistema físico que pueden ser expresados en forma numérica. En otros términos, las magnitudes son propiedades o atributos medibles .

La longitud, la masa, el volumen, la fuerza, la velocidad, la cantidad de sustancia son ejemplos de magnitudes físicas. La belleza, sin embargo, no es una magnitud, entre otras razones porque no es posible elaborar una escala y mucho menos un aparato que permita determinar cuántas veces una persona o un objeto es más bello que otro. La sinceridad o la amabilidad tampoco lo son. Se trata de aspectos cualitativos porque indican cualidad y no cantidad.

En el lenguaje de la física la noción de cantidad se refiere al valor que toma una magnitud dada en un cuerpo o sistema concreto; la longitud de esta mesa, la masa de aquella moneda, el volumen de ese lapicero, son ejemplos de cantidades. Una cantidad de referencia se denomina unidad y el sistema físico que encarna la cantidad considerada como una unidad se denomina patrón.

Consideramos magnitudes fundamentales aquellas que no dependen de ninguna otra magnitud y que, en principio se pueden determinar mediante una medida directa, y magnitudes derivadas aquellas se derivan de las fundamentales y que se pueden determinar a partir de ellas utilizando las expresiones adecuadas.

Las magnitudes fundamentales del SI son la masa, la longitud, el tiempo, la temperatura, la intensidad de corriente, la cantidad de materia y la intensidad luminosa.

Para indicar que una magnitud es derivada utilizamos su ecuación dimensional, que pone de manifiesto como se calcula a partir de las magnitudes fundamentales; masa (M), longitud (L) y tiempo (T). Así, por ejemplo, la ecuación dimensional de la densidad será ML^-3.

Para entender por que hay magnitudes físicas y magnitudes derivadas, pensemos en el procedimiento que seguimos para medir la densidad de un cuerpo prismático:

Primero medimos el largo (L1), el ancho (L2) y el alto (L3), con la ayuda de una       regla o un pie de rey. Calculamos su volumen como V = L1 L2 L3Después medimos su masa (m) con una balanza.    Por último, podemos calcular su densidad aplicando la expresión correspondiente: ρ = m/V

Las longitudes y la masa del prisma han sido medidas de manera directa utilizando un aparato. En cambio, la densidad y el volumen se han medido de manera indirecta, utilizando medidas directas y aplicando una expresión matemática.