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7 abr 2020

[A001] Unidades de medida

Medir es importante para todos nosotros. Es una de las formas concretas en que intentamos entender el mundo, y en física este concepto resulta crucial, como también lo será en actividades relacionadas con la Higiene y la Seguridad. La medición es una de sus herramientas fundamentales de la Física.

Cuando hablamos del color de una casa o de una prenda de vestir, podemos identificarlo sin realizar una medición. Pero tenemos experiencia para reconocer que esa percepción del color es subjetiva (varía de una persona a otra), además existen patologías como el daltonismo (personas que no pueden distinguir los colores). La física soluciona esto, ya que la luz que percibimos puede describirse en términos de longitudes de onda y de frecuencias de onda. Las diferentes longitudes de onda están asociadas con diferentes colores (y esto no varía), y por supuesto cada longitud de onda puede medirse (Wilson; 2007:2). De esta manera la física acerca una solución para que la identificación de los colores sea objetiva gracias a la medición de un parámetro. Este ejemplo que comentamos será tema de estudio cuando en Higiene Laboral hablemos de la iluminación de los puestos de trabajo.

Lo que se mide son magnitudes cuantificables de objetos o fenómenos de la naturaleza (longitud, velocidad, energía, etc.). Para medir es necesaria una unidad, y una medición nos indica las veces que la unidad está contenida en lo que estamos mensurando (el ancho de una habitación será la cantidad de veces que la unidad patrón denominada metro está contenida en él, seguido de la unidad denominada metro, como por ejemplo 3,5 m).
Muchas de las magnitudes que se pueden medir están relacionadas entre sí por leyes físicas, y por ello las unidades de algunas magnitudes pueden ser expresadas como productos (o relación) de otras unidades (ej. la velocidad se mide en distancia dividida por tiempo).

Una magnitud física (escalar) está compuesta por una cantidad y por una unidad, algunas veces se utilizan como sinónimos unidad física y magnitud física, generando confusión, nosotros utilizaremos magnitud cuando hablemos de un aspecto cuantificable (ej. tiempo) y de unidad cuando tengamos una cantidad asociada (ej. 20 segundos).

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Antes que nada debemos definir cuales serán las unidades, y después como reproducirlas.
Un sistema de unidades es un conjunto de unidades de medida consistente, normalizado y uniforme, o dicho de otra manera, al conjunto de unidades fundamentales se lo denomina Sistema de Unidades.
Existen distintos tipos de sistemas de unidades, algunas de los cuales están en desuso. El Sistema Internacional de Unidades (SI) es el más usado en la actualidad. Sus unidades básicas son:


Toda magnitud que no se encuentre en esta tabla tendrá unidades derivadas, y podrá expresarse con una combinación matemática de una o más unidades fundamentales.
Ej. las fuerzas se medirán en newton, siendo N=Kg.m/seg2

Para cualquier unidad que utilicemos, metro para distancia o segundo para tiempo, tenemos que establecer un estándar que defina exactamente cuánto es un metro y cuánto es un segundo. Es importante que los estándares elegidos sean fácilmente reproducibles, de manera que cualquiera que necesite realizar una medición muy precisa pueda resolverlo en un laboratorio no demasiado complejo.


Una de sus mayores ventajas del SI es que se trata de un sistema decimal, es decir de base 10. Esto implica que se pueden obtener unidades más grandes o más pequeñas solo multiplicando o dividiendo la base por potencias de 10. En la tabla siguiente se presenta una lista de algunos múltiplos de unidades métricas y sus prefijos correspondientes.


Tal vez resulte más familiar, por tenerlo incorporado, el uso de múltiplos de la unidad de almacenamiento de sistemas digitales (celular, disco rígido de PC, etc.), para lo cual pueden visualizar el siguiente video.

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A lo largo de la carrera vamos a utilizar todas las unidades fundamentales y muchas derivadas, aunque en la materia Física I solo utilizaremos longitud, masa y tiempo.

Fuentes:
Wilson, J.; Buffa, A; Lou, B. (2007). Física. 6° Edición. Pearson Educación. México.
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