MEDICIONES

 

La medición se define como una técnica que habilita una forma sistemática de comparación entre dos propiedades físicas asignando números a una de las propiedades respecto a  la otra determinada como patrón.  Las mediciones en el laboratorio tienen que ser rigurosamente implementadas, pues con pequeñas perturbaciones del sistema en observación los resultados difieren mucho al momento de comparar varias mediciones; además todas las medidas se afectan por el error experimental debido a las imperfecciones que siempre están presentes en los instrumentos de medida o a las  limitaciones de percepción humana, por lo que se procura que la perturbación sea más pequeña que el error experimental.  

Ilustración: Al medir la temperatura de un cuerpo utilizando un termómetro obtenemos un resultado dado en grados Celsius,  Farenheit o Kelvin, por ejemplo 35 °C, 35 es el número y la unidad Grados Celsius. En este proceso de medición se puso en contacto el termómetro con el cuerpo para medir y  algo de energía o “calor” se perdió entre los dos generando un error experimental. 

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Toda medida se compone de dos partes,  número y unidad. El número indica la cantidad de veces que se repite un patrón, y la unidad indica el patrón.

UNIDADES

 
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La cantidad de una medición se entiende como la parte susceptible a cambios, aumentos o disminución. Se reconocen cuatro cantidades fundamentales independientes, la longitud, la masa, el tiempo y la carga, las demás son unidades derivadas.

La longitud es un concepto básico, una noción que se adquiere de manera natural, es difícil definirla con precisión. En el sistema MKSC  internacional se utiliza el metro (m) como unidad de longitud y corresponde a la distancia que recorre la luz en el vacío en un intervalo de 1/299 792 458 segundos.

El tiempo al igual que la longitud surge como una noción natural; en el sistema MKSC internacional se define su unidad con el segundo (s) , que corresponde a la duración de 9 192 631 770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición de dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isotopo 13 del átomo de cesio (    Cs) a una temperatura de 0 K.

La masa, a diferencia de la longitud y el tiempo, puede definirse como un coeficiente característico de cada partícula que define su interacción con otras partículas o con la gravedad. La unidad fundamental de la masa es el kilogramo (Kg) en el sistema MKSC internacional, y corresponde a un bloque de platino conservado en la oficina Internacional de pesos y medidas en Sevres.

Finalmente la carga es también un coeficiente  característico de cada partícula que determina la intensidad de interacción electromagnética con otras partículas, y su unidad en el sistema MKSC internacional es el Coulomb (C) , y es el valor absoluto de la carga contenida en 6,2418 x 10    electrones.

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Antes del sistema internacional MKSC se utilizaba el sistema cgs, centímetro, gramo y segundo como unidades de longitud, masa y tiempo respectivamente.  La carga por su parte aunque no tenía definida una unidad en este sistema  solía utilizarse el statecoulomb y abcolulomb  como unidades básicas.

Otras unidades comunes para las cantidades fundamentales son el pie para la longitud y la libra para la masa, y se relacionan con el metro y el kilogramo como se muestra a continuación.

 

Se utilizan también, para términos prácticos, múltiplos de las unidades fundamentales y derivadas como potencias de diez.

                

          

 

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                      1 pie = 0,3048 m                    1m = 3,281 pie

                        1 libra = 0,4536 Kg                1 Kg = 2,205 lb

UNIDADES DERIVADAS

Existen muchas propiedades físicas que se describen con una unidad conjunta de las unidades fundamentales, a estas se les llaman unidades derivadas y representan una relación entre varias  propiedades físicas. Son unidades derivadas,  por ejemplo, el volumen, el área, la velocidad, la aceleración y la fuerza;  también tienen unidades descritas tanto por el sistema internacional, como por los sistemas cgs y el sistema inglés.

 
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NOTACIÓN CIENTÍFICA

 
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En la ciencia se utiliza una notación especial para facilitar la descripción de algunos problemas o fenómenos físicos; en el universo se pueden encontrar objetos  o fenómenos tanto a escalas galácticas como a nivel atómico, al nivel de las pequeñas estructuras que componen la materia, y es por ello que se expresan algunas cantidades en potencias de 10 conocidas como notación exponencial o científica.

Ilustración: El diámetro del sol es de aproximadamente 1 390 000 000 m, en notación científica o exponencial el número se expresa como 139 X 10  m,  pues cada cero significa multiplicar por 10; mientras que el diámetro de un átomo de hidrogeno es de 0,0000000106 cm y en notación científica 1,06 X 10  cm sabiendo que cada 10  es igual a 1/10 equivalente a 0,1, luego como hay 8 ceros la potencia de 10 es -8 .

 

Cualquier medida puede expresarse en notación científica sin importar su unidad, y cualquier número puede expresarse como el producto de un número comprendido entre 1 y 10 y una potencia de 10.

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-1
-8
 

ORDEN DE MAGNITUD

El orden de magnitud refiere a la potencia de 10 de una medición o al número más próximo  a la potencia. Si las cifras significativas* de un numero se expresan como potencia 10  entonces el orden de magnitud será 1, pues puede escribirse, por ejemplo, como 2,5 x 10   siendo el numero considerado 25;  si las cifras significativas de un número se expresan como potencia de 10  entonces el orden de magnitud será 3.

*Cifras significativas: Son los números que aportan información en una medición y que al expresarse en notación científica se convierten en el múltiplo de la potencia de 10.   

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