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DOCENTE: CAMILO PELÁEZ
ÁREA: FÍSICA
GRADO: 9° UNIDAD TEMÁTICA: MAGNITUDES FÍSICAS
GUÍA N° FECHA:
“UN ESPACIO PEDAGÓGICO DE DESARROLLO DE INTELIGENCIAS” NOMBRE: _________________________________________________________________________________________
CONCEPTO: Una magnitud física es una característica medible de un fenómeno físico o de un objeto.
Fiasco mayúsculo, o necesidad de saberse bien las unidades de medida
Viernes 24 de septiembre de 1999. Noticia de la BBC de Londres:
"Los potentes radiotelescopios de la Red de Comunicación y Rastreo de Sondas Interplanetarias de la NASA están llevando a cabo un último registro de las indicaciones de Marte en un intento desesperado de recuperar la nave".
La nave es el Mars Climate Orbiter, satélite meteorológico que la NASA envió a Marte para estudiar los fenómenos atmosféricos de ese planeta. Luego de un viaje de 10 meses desde la Tierra el satélite debería haberse puesto en órbita a 200 kilómetros de altura sobre la superficie de Marte. Dos días antes de la maniobra los instrumentos de navegación indican que la trayectoria de la nave la llevaría más bien a una altura de 150 kilómetros, cifra aún aceptable.
Pero el Mars Climate Orbiter pasó a sólo 60 kilómetros de la superficie. A esa altura la fricción con la atmósfera del planeta empezó a sacudir y calentar el aparato. La nave se hizo pedazos y por breves instantes fue una estrella fugaz que surcó el cielo marciano.
¿El error? Un programa de computadora encargado de controlar una de las maniobras de corrección de curso que hizo el satélite antes de llegar a Marte estaba escrito para hacer cálculos con unidades de medida del sistema inglés. La NASA había pedido al fabricante que usará el sistema métrico.
La confusión de unidades de medida le costó a la NASA 125 millones de dólares.... además de la vergüenza.
OBSERVACIÓN:
Cuando se consigue que la CUANTIFICACIÓN sea objetiva (no dependa del observador y todos coinciden en la medida) se llama magnitud física (tiempos, longitudes, masas, temperatura, aceleraciones, energías). Hay otras magnitudes que no resultan cuantificables universalmente: gustos, sabores, colores, ruidos, texturas, aunque puede existir alguna propiedad física relacionada, como la potencia sonora con el ruido, la longitud de onda de la luz con el color, etc.
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CLASIFICACIÓN DE LAS MAGNITUDES
A. Según su origen A1) Magnitudes fundamentales
A2) Magnitudes derivadas
B. Según su naturaleza B1) Magnitudes escalares
B2) Magnitudes vectoriales
A1) Magnitudes Fundamentales:
Son aquellas que elegidas convencionalmente son utilizadas como base para establecer un sistema de unidades. Según el sistema internacional (S.I.) se tienen 7 magnitudes base y dos magnitudes suplementarias.
MAGNITUD FÍSICA
FUNDAMENTAL
UNIDAD SEGÚN
EL S.I.
SÍMBOLO DE LA
UNIDAD
Longitud Metro m
Masa Kilogramo kg
Tiempo Segundo s
Temperatura termodinámica Kelvin k
Intensidad de corriente
eléctrica
Ampere A
Intensidad luminosa Candela cd
Cantidad de sustancia
Mol
mol
A2) Magnitudes Derivadas: Son aquellas magnitudes cuya definición se da en términos de las
magnitudes asumidas como fundamentales.
Ejemplo :
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B1) Magnitudes Escalares: Son aquellas que se expresan a través de dos elementos.
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2. En el sistema Internacional existen......... magnitudes fundamentales.
a) 5 b) 3 c) 7
d) 2 e) 9
3. Indicar cuál no es magnitud fundamental en el S.I.
a) Masa b) longitud c) tiempo
d) velocidad e) temperatura
4. ¿Cuál es la unidad patrón de la masa?
a) metro b) kilómetro c) kelvin
d) kilogramo e) segundo
5. Indicar si las relaciones son correcta:
* Masa * metro * Longitud * Tiempo
* kelvin * Temperatura * kilogramo * segundo
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6. Indique qué unidades no corresponden a las unidades del Sistema Internacional.
a) metro – segundo – kelvin
b) candela – mol – kelvin
c) kilogramo – segundo – metro
d) metro – kilogramo – fuerza – mol
e) ampere – kelvin – candela
7. Indique una unidad que corresponda a las magnitudes fundamentales del Sistema Internacional.
a) kilogramo b) ampere c) segundo
d) watts e) metro
8. Indicar cuántas magnitudes no son magnitudes fundamentales en el Sistema Internacional.
* Masa * trabajo
* aceleración * tiempo
* temperatura * cantidad de sustancia
a) 1 b) 2 c) 3
d) 4 e) 5
9. Indique cuántas unidades no corresponden a las magnitudes fundamentales del Sistema
Internacional.
* kilogramo * ampere
* joule * coulomb
* segundo * watts
a) 1 b) 2 c) 3
d) 4 e) 5
10. Indique cuál no es magnitud fundamental en el S.I.
a) Tiempo b) Período c) Área
d) Masa e) Altura
11. Indicar la relación correcta:
* Intensidad luminosa * cd
* Cantidad de sustancia * kg
* Masa * k
* Temperatura * mol
12. La unidad pascal, es unidad de medida en el S.I. de:
a) Carga eléctrica b) Trabajo
c) Potencia d) Presión e) Caudal
13. Indicar qué grupo de unidades, no corresponde al S.I.
a) metro, segundo, kelvin.
b) candela, mol, segundo.
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c) newton, pascal, libra.
d) kilogramo, metro, joule.
e) joule, metro, segundo
14. ¿Cuál de las siguientes no es una magnitud física?
a) Longitud b) Tiempo c) Trabajo
d) Color e) Energía
Sistema Internacional de Unidades
Un sistema universal, unificado y coherente de unidades de medida, basado en el sistema mks
(metro-kilogramo-segundo). Este sistema se conoce como SI; iniciales de Sistema Internacional. En la
Conferencia de 1960 se definieron los patrones para seis unidades básicas o fundamentales y dos
unidades suplementarias (radián y estereorradián); en 1971 se añadió una séptima unidad fundamental,
el mol. Las dos unidades suprimieron como una clase independiente dentro del Sistema Internacional en
la XX Conferencia General de Pesas y Medidas (1995); estas dos unidades quedaron incorporadas al SI
como unidades derivadas sin dimensiones.
Nuestro país adoptada el S.I. mediante ley N° 23560 el 31 de diciembre de 1982.
1. LONGITUD
El metro tiene su origen en el sistema métrico decimal. Por acuerdo internacional, el metro
patrón se había definido como la distancia entre dos rayas finas sobre una aleación de Platino e Iridio y
conservada en París. La conferencia de 1960 redefinió el metro como 1.650.763,73 longitudes de onda
de la luz anaranjada-rojiza emitida por el isótopo criptón 86. El metro volvió a redefinirse en 1983 como
la longitud recorrida por la luz en el vacío en un intervalo de tiempo de 1/299.792.458 de segundo.
2. MASA
Cuando se creó el sistema métrico decimal el kilogramo se definió como la masa de 1 decímetro cúbico
de agua pura a la temperatura en que alcanza su máxima densidad (4,0 °C). Se fabricó un cilindro de
platino que tuviera la misma masa que dicho volumen de agua en las condiciones especificadas. Después
se descubrió que no podía conseguirse una cantidad de agua tan pura ni tan estable como se requería.
Por eso el patrón primario de masa pasó a ser el cilindro de Platino, que en 1889 fue sustituido por un
cilindro de Platino - Iridio de masa similar. En el SI el kilogramo se sigue definiendo como la masa del
cilindro de Platino-Iridio conservado en París.
3. TIEMPO
Durante siglos el tiempo se ha venido midiendo en todo el mundo a partir de la rotación de la Tierra. El
segundo, la unidad de tiempo, se definió en un principio como 1/86.400 del día solar medio, que es el
tiempo de una rotación completa de la Tierra sobre su eje en relación al Sol. Sin embargo, los científicos
descubrieron que la rotación de la Tierra no era lo suficientemente constante para servir como base del
patrón de tiempo. Por ello, en 1967 se redefinió el segundo a partir de la frecuencia de resonancia del
átomo de Cesio, es decir, la frecuencia en que dicho átomo absorbe energía. Ésta es igual a
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9.192.631.770 Hz (hercios, o ciclos por segundo). El segundo es la duración de 9.192.631.770 períodos de
la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles energéticos hiperfinos del estado
fundamental del átomo de Cesio 133.
4. TEMPERATURA
La escala de temperatura adoptada por la Conferencia de 1960 se basó en una temperatura fija, la del
punto triple del agua. El punto triple de una sustancia corresponde a la temperatura y presión a las que
sus formas sólida, líquida y gaseosa están en equilibrio. Se asignó un valor de 273,16K a la temperatura
del punto triple del agua, mientras que el punto de congelación del agua a presión normal se tomó como
273,15K, que equivalen exactamente a 0°C en la escala de temperaturas de Celsius. La escala Celsius, o
centígrada, toma su nombre del astrónomo sueco del siglo XVIII Anders Celsius, el primero en proponer
la utilización de una escala en la que se dividiera en 100 grados el intervalo entre los puntos de
congelación y ebullición del agua. Por acuerdo internacional la denominación grado Celsius ha sustituido
oficialmente a la de grado centígrado.
5. INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA
En el SI el amperio se define como la intensidad de una corriente eléctrica constante que, al fluir por dos
conductores paralelos de longitud infinita situados en el vacío y separados entre sí 1 metro, produciría
entre ambos conductores una fuerza por unidad de longitud de 2 x 10-7 newtons por metro.
● Realice un dibujo sobre la intensidad
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6. CANTIDAD DE SUSTANCIA
En 1971 se definió el mol como la cantidad de sustancia existente en un sistema que contiene tantas
entidades elementales - que pueden ser moléculas, átomos, iones y otras - como átomos hay en 0,012
kilogramos de carbono 12. Esta cifra, conocida como número de Avogadro, es aproximadamente
6,022x1023.
7. INTENSIDAD LUMINOSA
La unidad internacional de intensidad luminosa, la candela, se definió en 1948 como 1/60 de la luz
radiada por un centímetro cuadrado de un cuerpo negro - un emisor perfecto de radiación - a la
temperatura de solidificación normal del platino. En 1979, la Conferencia Internacional de Pesas y
Medidas modificó esa definición: «La candela es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una
fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540.1012 Hz y cuya intensidad energética
en esa dirección es 1/683 vatios por estereorradian (W/sr)»
● Realice un dibujo sobre la intensidad luminosa
● Indicar que magnitudes físicas describen las características de un fenómeno físico o de un objeto.
● ¿Cuál es la unidad patrón de la temperatura?
a) kilogramo b) kelvin c) candela
d) newton e) pascal
● ¿Cuál es la unidad patrón de la cantidad de sustancia?
a) mol b) metro c) kilogramo
d) ampere e) candela
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