Magnitudes y Medidas
La necesidad del ser humano por su
afán de descubrir y saber lo condujo a la necesidad de medir las cosas, y por
tanto de establecer magnitudes. En el post de hoy, vamos a indagar un poco más
sobre la definición y propiedades matemáticas de las magnitudes y los tipos que
hay.
Definición
Llamamos magnitud a toda entidad que somos
capaces de medir. Donde medir quiere decir establecer una relación entre la
entidad-magnitud con otra entidad de igual naturaleza que tomamos
arbitrariamente como unidad. No todos los atributos de un objeto son
magnitudes. Utilizando el criterio de igualdad y suma podemos distinguir los
atributos que se pueden medir y por tanto son magnitudes (longitud, tiempo,
carga, masa, energía, etc.), de las que no se pueden medir y por tanto no son
magnitudes (dolor, alegría, etc.).
Para poder establecer relaciones entre
las magnitudes y algunas relaciones matemáticas es necesario transformarlas en
números.
Todas las unidad que asignamos a las
magnitudes tienen que cumplir los siguientes criterios:
1-
Ser invariable: Las unidades son las mismas en cualquier lugar o con
cualquier condición.
2-
Tener fácil contrastabilidad: Se puede comparar con cualquier cantidad de
la magnitud que estamos midiendo.
3-
Tener un carácter internacional: Debe ser un código que se entienda
internacionalmente, para facilitar la transmisión de los datos.
Gracias a todo lo anterior, podemos
afirmar que las magnitudes pueden igualarse y sumarse dando lugar a otras magnitudes
de la misma naturaleza, por tanto, son cantidad algebraicas con las que podemos
calcular.
Tipos de Magnitudes
Las magnitudes pueden
clasificarse en dos tipos:
–
Magnitudes fundamentales: Son las magnitudes primarias y, al contrario de las
magnitudes derivadas, no se definen en función de otras magnitudes. Por
ejemplo, en el campo de la mecánica las tres magnitudes fundamentales son: la
longitud (L), el tiempo (T) y la masa (M).
–
Magnitudes derivadas: Son todas las magnitudes cuyas operaciones se basan en
otras magnitudes, como por ejemplo la velocidad, ya que se define como el
espacio recorrido por unidad de tiempo (Sanchez, 2013)
El Sistema Internacional de Unidades (SI)
La condición de definición de un
sistema de unidades permitiría el establecimiento de una considerable variedad
de ellos. Así, es posible elegir conjuntos de magnitudes fundamentales
diferentes o incluso, aun aceptando el mismo conjunto, elegir y definir
unidades distintas de un sistema a otro.
Desde un punto de vista formal, cada
científico o cada país podría operar con su propio sistema de unidades, sin
embargo, y aunque en el pasado tal situación se ha dado con cierta frecuencia
(recuérdense los países anglosajones con sus millas, pies, libras, grados
Fahrenheit, etc.), existe una tendencia generalizada a adoptar un mismo sistema
de unidades con el fin de facilitar la cooperación y comunicación en el terreno
científico y técnico.
En esta línea de acción, la XI
Conferencia General de Pesas y Medidas celebrada en París en 1960, tomó la
resolución de adoptar el llamado con anterioridad Sistema Práctico de Unidades,
como Sistema Internacional, que es, precisamente, como se le conoce a partir de
entonces.
El Sistema Internacional de Unidades
(abreviadamente SI) distingue y establece, además de las magnitudes básicas y
de las magnitudes derivadas, un tercer tipo formado por aquellas que aún no
están incluidas en ninguno de los dos anteriores, son denominadas magnitudes suplementarias.
El SI toma como magnitudes
fundamentales la longitud, la masa, el tiempo, la intensidad de corriente
eléctrica, la temperatura absoluta, la intensidad luminosa y la cantidad de
sustancia, y fija las correspondientes unidades para cada una de ellas.
A estas siete magnitudes fundamentales
hay que añadir dos suplementarias asociadas a medidas angulares, el ángulo
plano y el ángulo sólido.
La definición de las diferentes
unidades fundamentales ha evolucionado con el tiempo al mismo ritmo que las
propias ciencias físicas. Así, el segundo se definió inicialmente como 1/86 400
la duración del día solar medio, esto es, promediado a lo largo de un año.
Un día normal tiene 24 horas
aproximadamente, es decir 24 · 60 = 1 400 · 60 = 86 400 segundos; no obstante,
esto tan sólo es aproximado, pues la duración del día varía a lo largo del año
en algunos segundos, de ahí que se tome como referencia la duración promediada
del día solar.
Pero debido a que el periodo de
rotación de la Tierra puede variar, y de hecho varía, se ha acudido al átomo
para buscar en él un periodo de tiempo fijo al cual referir la definición de su
unidad fundamental.
El Sistema Internacional
A lo largo de la historia el hombre ha
venido empleando diversos tipos de sistemas de unidades. Estos están
íntimamente relacionados con la condición histórica de los pueblos que las
crearon, las adaptaron o las impusieron a otras culturas. Su permanencia y
extensión en el tiempo lógicamente también ha quedado ligada al destino de esos
pueblos y a la aparición de otros sistemas más coherentes y generalizados. El
sistema anglosajón de medidas -millas, pies, libras, Grados Farenheit- todavía en vigor en
determinadas áreas geográficas, es, no obstante, un ejemplo evidente de un
sistema de unidades en recesión. Otros sistemas son el cegesimal -centímetro,
gramo, segundo-, el terrestre o técnico -metro-kilogramo, fuerza-segundo-, el
Giorgi o MKS -metro, kilogramo, segundo- y el sistema métrico decimal, muy
extendido en ciencia, industria y comercio, y que constituyó la base de
elaboración del Sistema Internacional.
El Sistema Internacional es el
sistema práctico de unidades de medidas adoptado por la XI Conferencia General
de Pesas y Medidas celebrada en octubre de 1960 en París. Trabaja sobre siete
magnitudes fundamentales (longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente
eléctrica, temperatura absoluta, intensidad luminosa y cantidad de sustancia)
de las que se determinan sus correspondientes unidades fundamentales (metro,
kilogramo, segundo, ampere, kelvin, candela y mol). De estas siete unidades se
definen las derivadas (coulomb, joule, newton, pascal, volt, ohm, etc.), 
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