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DEFINICIN DE MAGNITUD FSICA
Desde el punto de vista fsico, una magnitud es toda aquella
propiedad o entidad abstracta que puede ser medida en una escala
y con un instrumento adecuado. En definitiva, magnitud es toda
aquella propiedad que se puede medir.
Como ejemplos de magnitudes pueden citarse peso, masa,
longitud, velocidad, tiempo, temperatura, presin, fuerza, entre
otras. Las magnitudes son de diferente naturaleza o especie, no es
lo mismo la masa que el peso, como tampoco es lo mismo la
longitud (o distancia) que la velocidad. Es decir, una magnitud no
puede ser convertida en otra, pero si pueden relacionarse a travs
de leyes fsicas expresadas como frmulas matemticas. Por
ejemplo:
= .
Donde F es fuerza, m es masa y a es aceleracin
Sin embargo, cada magnitud fsica puede medirse en distintas
unidades de medicin que resultan comparables entre s.
Precisamente, una unidad es el patrn con el que se mide
determinada magnitud. A menudo existe para cada magnitud, una
unidad principal, considerada as por ser la ms comnmente usada
y otras secundarias, stas pueden ser mltiplos o submltiplos de
la unidad principal. La siguiente tabla muestra algunos ejemplos al
respecto.
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Magnitud Unidad Principal Unidades
Secundarias o Alternativas
MASA kilogramo (kg) gramo (g);
decigramo (dg); tonelada (tn)
LONGITUD metro (m) kilmetro (km);
decmetro (dam); centmetro (cm)
TIEMPO segundo (s) hora (h); minuto (min); da (d)
TEMPERATURA
grados centgrados (C)
Grados Fahrenheit (F); Kelvin (K)
VELOCIDAD metros por segundo
(m/s)
kilmetros por hora (km/h); centmetros
por segundo (cm/s)
PRESIN Pascal (Pa)
milmetros de mercurio
(mmHg); milibares (mb)
SISTEMAS DE UNIDADES Los sistemas de unidades son conjuntos de unidades
convenientemente relacionadas entre s que se utilizan para medir
diversas magnitudes existen bsicamente varios de sistemas de
unidades, que son: el SI (Sistema Internacional), el Ingls, el
Tcnico (Europeo e Ingls), el C.G.S y el M.K.S
* El Sistema Internacional de Unidades se basa en la seleccin de
siete unidades base bien definidas las cuales se consideran
dimensionalmente independientes: el metro, el kilogramo, el
segundo, el ampere, el kelvin y el mol.
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* El Sistema Ingles se basa en el pie, la libra y el segundo.
* El C.G.S se basa en el centmetro, el gramo y el segundo
* El M.K.S es muy parecido al SI y tiene como base al metro,
kilogramo y el segundo.
Adems de las unidades base, existen tambin las unidades
derivadas. Estas unidades se forman a partir de un producto de
potencias de las unidades base. Los nombres y smbolos de algunas
unidades derivadas de las unidades base pueden ser reemplazados
por nombres y smbolos especiales que a su vez pueden ser
empleados para formar expresiones y smbolos de otras unidades
derivadas, es importante resaltar que el SI, utiliza variaciones
basadas en submltiplos o divisiones para definir las dimensiones
mayores o menores de la unidad base medida, es por ello que
cuando definimos al metro como la unidad de longitud entonces se
usa un prefijo denominado kilo-metro para definir una unidad de
mil metros, por el contrario se utiliza el centi-metro para definir una
unidad 0,01 metro, en la siguiente tabla se presenta el factor de
relacin de dichas unidades utilizadas.
Prefijos aplicables a las unidades SI Factor Prefijo Smbolo Factor Prefijo Smbolo
101 Deca da 10-1 deci d 102 Hecto h 10-2 centi c 103 Kilo k 10-3 mili m 106 mega M 10-6 micro 109 Giga G 10-9 nano n
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1012 Tera T 10-12 pico p 1015 Peta P 10-15 femto f 1018 Exa E 10-18 atto a 1021 Zetta Z 10-21 zepto z 1024 Yotta Y 10-24 yocto y
CONVERSIN DE UNIDADES DE MASA, VOLUMEN Y
TEMPERATURA Y PRESIN
Unidades de Masa
La masa de un cuerpo corresponde a la cantidad de materia que
ste posee y su unidad de medida es el gramo.
Por ejemplo si se quiere transformar 3,5 libras a gramos se
realiza de la siguiente manera:
3,5 lb 453,6 g
=1587,6 g. 1 lb
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Para practicar convertir:
1. 5000 mg a gr
2. 30 kg a gr
3. 500 mg a Kg
4. 240,25 Kg a Onzas
5. 1020 libras a Kg
6. 339 mg a Hg
7. 5 mg a Dg
8. 3500 cg a g
Unidades de Volumen
El volumen es una magnitud definida como el espacio ocupado por
un cuerpo; as mismo se dice que es una magnitud de tres
dimensiones y en el sistema mtrico, tomando al metro cbico
como unidad principal
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Por ejemplo se desean transformar 6 m3 a mililitros el
procedimiento es el siguiente:
6 m3 1000 L 1000 mL
=6000000 mL x 1 m3 1 L
Para practicar convertir:
1. 5 103 ml a l
2. 400 l a ml
3. 77,7 kl a cl
4. 0,3 cm3 a m3
5. 125,4 hl a dl
6. 104 dl a dm3
7. 30 cm3 a l
8. 1050 l a m3
9. 30,50 ml a m3
10. 10000 cm3 a l
Unidades de temperatura
La temperatura es el calor promedio que tiene un cuerpo, su
unidad patrn es el kelvin (K) en el SI, aunque existen tres tipos
de escalas de temperatura:
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a) Escala de Celsius: Esta escala fue creada por Anders Celsius en
el ao 1742, tambin llamada escala centgrada. La relacin entre
grados centgrados a grados Fahrenheit se relaciona con la ecuacin
= 5/9 ( 32).
b) Escala de Fahrenheit: Esta escala fue propuesta por Gabriel
Fahrenheit en el ao 1724. La ecuacin de esta en relacin a C, se
representa con la ecuacin
= 9/5 + 32 .
c) Escala Kelvin: Lord Kelvin. Tiene la siguiente ecuacin:
= + 273.
a) Conversin de grados a grados Fahrenheit a grados
Centgrados
= 5/9( 32)
Tambin se puede expresar como:
= 0.55 17.77
Ejemplo 1: Convertir 100F a grados centgrados:
= 5/9 ( 32) = 5/9 (100 32) = 5/9 (68) = 5 68 / 9 = 37.77
= 0.55 17.77 = 0.55 100 17.77 = 55 17.77 = 37.23
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b) Conversin de grados Centgrados a grados Fahrenheit.
= 9/5 + 32
Tambin se puede expresar como:
= 1.8 + 32
Ejemplo 2: Convertir 100C a grados Fahrenheit
= 9/5 + 32 = 9/5 (100) + 32 = 9 100 / 5 + 32 = 180 + 32 = 212
= 1.8 + 32 = 1.8 (100) + 32 = 180 + 32 = 212
c) Conversin de grados a grados Centgrados a grados
Kelvin
= + 273.15
Ejemplo 3. Convertir 100C a grados Kelvin
= + 273.15 = 100 + 273.15 = 273.15
d) Conversin de grados a grados Kelvin a grados
Centgrados
= 273.15
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Ejemplo 4: Convertir 50 grados Kelvin a grados Centgrados
= 273.15 = 50 273.15 = 223
e) Conversin de grados Fahrenheit a grados Kelvin
=5
9( + 459.67)
" #$ %&$'$ $%($#( )**
= 0.55 + 255.37
Ejemplo 5: Convertir 300F a grados Kelvin
= 5/9 ( + 459.67) = 5/9 (300 + 459.67) = 5/9 (759.67) = 422
= 0.55 + 255.37 = 0.55 300 + 255.37 = 422
f) Conversin de grados Kelvin a grados Fahrenheit
=9
5 459.67
" #$ %&$'$ $%($#( )**
= 1.8 459.67
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Ejemplo 6: Convertir 200 grados Kelvin a grados Fahrenheit
= 9/5 459.67 = 9/5 (200) 459.67 = 360 459.67 = 99.67
= 1.8 459.67 = 1.8 (200) 459.67 = 360 459.67 = 99.67
Para practicar convertir:
1. 20 F a K
2. 200 K a C
3. 90 F a C
4. 65 C a F
5. 125 K a F
6. - 3 C a F
7. - 20 F a K
8. -220 K a F
9. 21 F a K
Unidades de Presin
La presin (smbolo P) es una magnitud fsica escalar que mide la
fuerza en direccin perpendicular por unidad de superficie, y sirve
para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante
sobre una superficie.
Las estaciones de servicio tienen compresores de aire para inflar los
cauchos o neumticos. El indicador de presin viene graduado en
libras por pulgada cuadrada (PSI, en ingls). Un caso particular se
evidencia cuando a un carro pequeo o mediano, se le introduce
aire a una presin de 26 PSI, o lo que es lo mismo, 26 lb/inch.
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La relacin de presin de una pulgada (inch en ingls) equivale a
2,54 cm. Por lo tanto...
1 inch ____________________ 2,54 cm
1 inch ___________________ (2,54 cm) = 6,45 cm
Por otro lado, una libra equivale a 0,45 kgf, o sea 4,5 N.
Conociendo esas equivalencias, se escribe la cantidad que se
desea convertir y se multiplico por uno (un cociente en el que el
numerador vale lo mismo que el denominador):
libra
fuerza
se
abrevia
lb
26
lb .
4,5 N .
1 inch =
18,14 N
inch 1 lb 6,45 cm cm
Otra factor de conversin entre unidades derivadas o compuestas
como el rea es que en un metro cuadrado caben 10.000 cm.
18,14 N
=18,14 N
=181.400 N
cm 0,0001 m m
26 lb/inch = 181.400 Pa
1. Diferencia entre magnitud, medir y unidad de medida.
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2. Considera una ventaja o desventaja el uso de varios
sistemas de unidades?