Magnitudes y Unidades
Cuando distintos observadores cuentan los cambios que experimentan algunos objetos o sus propiedades , es frecuente comprobar que algunas de ellas no son interpretadas (propiedades) o relatados (cambios ) de la misma forma por todos ellos . Son resultados subjetivos , dependen del observador.
Ej . La dificultad de un problema .
Si una propiedad , la dificultad , no se puede medir , no es una magnitud .
Y si la observación de un fenómeno , no da lugar a una información cuantitativa , dicha información será incompleta .
Así pues , llamaremos magnitudes , a las propiedades físicas que se pueden medir .
Es por lo tanto necesario saber relacionar los resultados de estas mediciones , así como operar con ellos . Las matemáticas son parte del lenguaje que necesitamos para comprender los fenómenos físicos .
Es comparar una magnitud con otra , tomada de manera arbitraria como referencia , denominada patrón y expresar cuántas veces la contiene .
Al resultado de medir lo llamamos Medida
Cuando medimos algo se debe hacer con gran cuidado, para evitar alterar el sistema que observamos . Por otro lado , no hemos de perder de vista que las medidas se realizan con algún tipo de error , debido a imperfecciones del instrumental o a limitaciones del medidor - errores experimentales - ; por eso , se ha de realizar la medida de forma que la alteración producida sea mucho menor que el error experimental que se pueda cometer . Las medidas que se hacen a las magnitudes macroscópicas o a las magnitudes microscópicas requieren técnicas totalmente diferentes . Al patrón de medir le llamamos también Unidad de medida . Debe cumplir estas condiciones : 1º .- Ser inalterable ,esto es , no ha de cambiar con el tiempo ni en función de quién realice la medida . 2º .- Ser universal , es decir utilizada por todos los países . 3º .- Ha de ser fácilmente reproducible . Reuniendo las unidades patrón que los científicos han estimado más convenientes , por razones que aquí no mencionaremos , se han creado los denominados Sistemas de Unidades . Nos fijaremos en el llamado Sistema Internacional ( S.I.) Este nombre se adoptó en el año 1960 en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas , celebrada en París buscando en él un sistema universal , unificado y coherente que toma como Magnitudes fundamentales : Longitud , Masa , Tiempo , Intensidad de corriente eléctrica , Temperatura termodinámica , Cantidad de sustancia Intensidad luminosa . Toma además como magnitudes complementarias : Angulo plano y Angulo sólido . Cantidad de sustancia Definición de las Unidades de medida . metro : Distancia entre dos trazos realizados sobre una barra de platino e iridio que se conserva en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas de París . En 1960 , se vuelva a definir como : 1.650.763 , 73 longitudes de onda de la luz anaranjada-rojiza emitida por el átomo de Kriptón 86 . Y se redefine en 1.983 como la longitud recorrida por la luz en el vacío en 1/ 299.792.458 segundos . kilogramo : Es la masa de un cilindro de platino e iridio que se conserva en la oficina de Pesas y Medidas de París . segundo : Se define a veces , aunque se sabe que no es un valor constante , como 1/86.400 del día solar medio , esto es , del tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta completa sobre su eje de rotación . La última definición , dada en 1967 , alude a la frecuencia de resonancia del átomo de cesio que es de 9.192.631.770 Hz.y dice que el segundo es , la duración de 9.192.631.770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre dos niveles energéticos hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133. amperio : Es la intensidad de una corriente eléctrica que al circular en el mismo sentido , por dos conductores paralelos infinitamente largos , situados en el vacío y a un metro de distancia , hace que se atraigan con una fuerza de 2. 10 -7 Newtons , por cada metro de longitud . Kelvin : La escala de temperaturas adoptada en 1960 en París , se basa en la temperatura del punto triple del agua 273,16 K . La temperatura de congelación del agua a presión normal , se tomó como 273,15 K . Desde este punto , hasta el que le corresponde a la ebullición del agua a dicha presión , se hacen 100 divisiones , grados Centígrados o Celsius , en honor al astrónomo sueco Anders Celsius que fue el que lo propuso en el siglo XVIII . mol : Es la cantidad de sustancia que contiene tantas unidades elementales de materia ( átomos , moléculas , iones ...) como las que hay en 0,012 kg. de Carbono 12 (6,023 . 1023 ). Este número es el que conocemos como Número de Avogadro . candela : Es la intensidad luminosa de una fuente que , en una dirección dada , emite una radiación monocromática de frecuencia 540 . 1012 Hz y su intensidad energética en esa dirección es 1/683 vatios / estereorradián . radián : Es la medida de un ángulo plano central , comprendido entre dos radios , que abarcan un arco de longitud igual al radio con el que ha sido trazado . estereorradián : Es el ángulo sólido que , con vértice en el centro de una esfera , abarca un área de la superficie esférica igual a la de un cuadrado que tiene por lado , el radio de la esfera . El resto de las magnitudes -magnitudes derivadas - se miden en las unidades que resultan utilizando las 7 fundamentales y las 2 complementarias . Hay algunas unidades que no pertenecen al S.I., cuyo uso está tan extendido , que no es recomendable abandonarlas . Son las siguientes : Masa hora día hora = 60 min d = 24 h minuto segundo ’ " Es frecuente que las unidades del S.I. resulten unas veces excesivamente grandes para medir determinadas magnitudes y otras , por el contrario , demasiado pequeñas . De ahí la necesidad de los múltiplos y los submúltiplos . Prefijos literales y factor numéricoMagnitud Nombre de la unidad Símbolo Longitud metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo s Intensidad de corriente amperio A Temperatura Kelvin K mol mol Intensidad luminosa candela cd Angulo plano radián rad Angulo sólido estereorradián sr Magnitud Nombre de la Unidad Símbolo = Equivalencia tonelada t = 103 kg. Tiempo minuto min = 60 s Volumen litro l , L = 1 dm3 Angulo plano grado º Múltiplos Prefijos Símbolo Equivalencia exa E 1018 peta P 1015 tera T 1012 giga G 109 mega M 106 kilo k 103 hecto h 102 deca da 10 Submúltiplos deci d 10-1 centi c 10-2 mili m 10-3 micro µ 10-6 nano n 10-9 pico p 10-12 femto f 10-15 atto a 10-18
PREGUNTAS
Magnitudes y sus Medidas.
1º El valor de una medida no es sólo un número ¿ Qué más debe tener ?
2º Observa estos valores : 25 m. ; 43 ; 2,5 km. ; 9,75 y 0,23mm ¿Son medidas?
3º Señala entre las siguientes propiedades las que son magnitudes físicas: la presión atmosférica , la altura , la duración de una clase , el interés de un tema actual , el volumen de un recipiente , la frecuencia de salida de un autobús , intensidad de una tormenta .
4º Hemos obtenido las medidas expresadas en la tabla ¿ Qué magnitudes hemos medido ? Completa la tabla .
Magnitud | Medida | Equivalencia ( S.I ) |
| 345 dag | ||
| 34 mm | ||
| 5 min | ||
| 45 cm3 | ||
| 784 g/c.c |
5º ¿ En qué unidades del S.I. se miden las siguientes magnitudes ?
| Tiempo | Velocidad | ||
| Superficie | Aceleración | ||
| Masa | Distancia | ||
| Densidad | Peso | ||
| Temperatura | Volumen |
6º.- Indica el número por el que has de multiplicar para pasar de :
mg x.............= Kg ;
mg x.............= dg
Kg x.............= cg ;
hg x.............= dag
g x.............= Kg
La Técnicas .
1º .- En el laboratorio hemos destilado una disolución de permanganato potásico en agua . Describe brevemente cómo se ha llevado a cabo . ¿ Cuál es la finalidad de la destilación ?2º .- ¿ Has visto cómo se lleva a cabo una destilación ? En caso afirmativo , recuérdala y contesta a las siguientes preguntas :
a )Al calentar el matraz , ¿ qué cambios experimenta el termómetro ?
b )¿ Sube continuamente ? ¿ Se para en algún valor ?
c )Mientras la disolución hierve , ¿ Qué temperatura marca el termómetro ?
d )La temperatura que marca el termómetro a qué sustancia corresponde?¿Por qué no cambia ?
e )¿ Qué cambios de estado observas que se producen mientras destilamos ?
3º.-Mientras una sustancia cambia de estado ¿ Qué le ocurre a su temperatura?
4º .- ¿ Cómo filtrarías una mezcla de arena y agua ? Describe cómo lo harías .
5º .- ¿ Cómo pesarías en la balanza electrónica 2,5 g de azúcar ?
6º .- Di si la siguiente expresión es cierta o no y por qué ? El agua hierve siempre a 100ºC .
7º .- ¿ Cómo se preparan 250 ml de una disolución que tenga una concentración de 22 g de azúcar por 100 ml de disolución ? Describe cómo lo harías .
8º .- ¿ En qué consiste la decantación ? Explícala y haz un esquema con los elementos utilizados .
9º .- Mezclas aceite y vinagre¿ Cómo los separarías , por filtración , por destilación o por decantación ? Justifica tu respuesta .
10º.-De qué forma podrías eliminar una sustancia sólida , que es ligeramente tóxica y que está disuelta en el agua ? Describe brevemente el proceso .
1º .- Tienes un vaso de precipitados con un líquido . Dispones además de :
Una balanza electrónica
Una probeta
Agua y
Un objeto de metal .
a ) ¿ Cómo calcularías la densidad del líquido ?
b ) ¿ Y la del objeto de metal ?
2º.-a) ¿Qué quiere decir que la densidad de una disolución sea 1,243 g/c.c.? Expresa ese valor en Kg / l.
b ) Se tienen 2,5 litros de la disolución anterior ¿ Cuántos gramos de disolución tenemos?
c ) Y si tenemos 2,486 Kg. de disolución ¿ Cuántos litros de disolución habremos preparado?
3º .-¿Consideras que la densidad de una sustancia depende de la cantidad de materia que haya ?¿Por qué?
4º .-La densidad es una medida ¿directa o indirecta? Razona tu contestación.
5º .-Dos cuerpos macizos , de formas diferentes , están hechos con el mismo material ¿Cómo lo comprobarías?
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