En esta clase, vamos a hablar de las cantidades físicas básicas y derivadas, así como de sus unidades.
Contenido:
- Cantidad física
- Sistema Internacional de Unidades (SI)
- Cantidades básicas
- Cantidades derivadas
- Ejercicio
- Videos
- Referencias
- Curso de física
Cantidad física
Una cantidad física es una característica o propiedad de un objeto que se puede medir. Las cantidades físicas también son llamadas magnitudes físicas.
La longitud es un ejemplo de cantidad física. ¿Sabías que la longitud del auto de la Fórmula 1 del equipo Mercedes es de 5,5 m?
La masa, el tiempo, la temperatura, la rapidez, la presión y el volumen son otros ejemplos de cantidades físicas.
Ten en cuenta que no todas las características de un objeto son propiedades físicas. Por ejemplo, la belleza no es una cantidad física, pues no se puede medir de manera objetiva. Para algunas personas, el auto que viene a continuación puede ser hermoso, pero para mí es horrible y nunca me subiría en un auto así. Además, la belleza de un objeto tampoco se puede expresar con un número y no tiene unidad de medida.
Ahora mira la siguiente figura y responde: ¿cuál de las dos rocas tiene mayor masa? Una tiene una masa de 5 kg y la otra 11 libras.
A simple vista no se puede comparar esas dos masas, pues están expresadas en diferentes unidades. Por un lado, tenemos kilogramos; por el otro, libras. Este ejemplo muestra por qué es importante contar con unidades estandarizadas que permitan comparar cantidades de forma práctica. Por ello, se estableció el Sistema Internacional de Unidades.
Sistema Internacional de Unidades (SI)
El Sistema Internacional de Unidades (SI) es un sistema coherente de unidades que se utiliza en todos los ámbitos de la vida, como el comercio internacional, la seguridad, la manufactura, la salud, la protección del medio ambiente y la ciencia básica que sustenta todas estas áreas.
El SI se estableció en el año 1960, en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas. Desde ese momento, ha venido evolucionando constantemente.
En el SI, las cantidades se dividen en dos categorías: cantidades básicas y cantidades derivadas.
Cantidades básicas
Una cantidad básica es una cantidad elegida por convención, es decir, por acuerdo. También son llamadas cantidades fundamentales o magnitudes fundamentales. Estas no se pueden obtener a partir de otras cantidades básicas, por eso son consideradas mutuamente independientes.
En el SI, existen siete cantidades básicas que puedes ver junto a sus unidades (llamadas unidades básicas) en esta tabla.
Cantidades derivadas
Una cantidad derivada se define en términos de las siete cantidades básicas. Un ejemplo es el volumen, una cantidad derivada que se obtiene multiplicando tres longitudes.
En la siguiente tabla veremos algunas de las cantidades derivadas que existen.
Las unidades correspondientes a las cantidades derivadas reciben el nombre de unidades derivadas. Muchas de ellas se definen en función de las unidades básicas. Por ejemplo, la unidad derivada del SI para la fuerza es el newton (N), el cual se define en términos de las unidades básicas para masa, longitud y tiempo.
1 N = 1 kg ⋅ 1 m / s²
donde este último grupo de unidades se lee de la siguiente manera: kilogramo metro por segundo cuadrado. Presta atención a la barra diagonal, la cual se lee como “por”.
Ejercicio
¿Cuál de las siguientes NO es una cantidad básica?
A) Cantidad de sustancia
B) Masa
C) Longitud
D) Fuerza
E) Corriente eléctrica
Solución
La respuesta es la alternativa D, pues la fuerza es una cantidad derivada.
Videos
En el siguiente video, veremos una introducción a las cantidades físicas básicas y derivadas.
En este otro video vienen algunos ejercicios muy interesantes de este tema.
Referencias
Para esta clase, hemos usado estas referencias:
- BIPM (2019). The International System of Units (SI) (9.ª ed.).
- Halliday, D., Resnick, R. y Walker, J. (2024). Fundamentals of Physics (12.ª ed.; pp. 1-3). John Wiley & Sons.
- Tippens, P. (2021). Física, conceptos y aplicaciones (8.ª ed.; pp. 35-37). McGrawn-Hill.
- Serway, R. y Vuille, C. (2015). Fundamentos de Física (10.ª ed.; pp 1-3). Cengage Learning.
Curso de física
Si quieres ver todos mis videos de física básica, dale un vistazo a este curso.