Magnitudes Físicas Magnitudes fundamentales en el Sistema Internacional de Unidades (SI)

Recordar las unidades de medida y su uso correcto. Sistema Internacional de Unidades (SI)

• Unidades SI básicas.
  
  

  Magnitud	Nombre	Símbolo
  Longitud	Metro	m
  Masa	Kilogramo	kg
  Tiempo	Segundo	s
  Intensidad de corriente eléctrica	Amperio	A
  Temperatura termodinámica	Kelvin	K
  Cantidad de sustancia	Mol	mol
  Intensidad luminosa	Candela	cd

Unidad de tiempo

Unidad de intensidad

Unidad de temperatura termodinámica

Unidad de intensidad luminosa

• Unidades SI suplementarias y derivadas.
  
  

  Magnitud	Nombre	Símbolo	Expresión en unidades SI básicas
  Ángulo plano	Radián	rad	m/m = 1
  Ángulo sólido	Estereorradián	sr	m2/m2=1

  
  
  Unidades SI derivadas expresadas a partir de unidades básicas y suplementarias.
  
  

  Magnitud	Nombre	Símbolo
  Superficie	metro cuadrado	m2
  Volumen	metro cúbico	m3
  Velocidad	metro por segundo	m/s
  Aceleración	metro por segundo cuadrado	m/s2
  Número de ondas	metro a la potencia menos uno	m-1
  Densidad	kilogramo por metro cúbico	kg/m3
  Velocidad angular	radián por segundo	rad/s
  Aceleración angular	radián por segundo cuadrado	rad/s2

  
  
  
• Unidades SI derivadas con nombres y símbolos especiales.
  
  

  Magnitud	Nombre	Símbolo	Expresión en otras unidades SI	Expresión en unidades SI básicas
  Frecuencia	herzio	Hz		s-1
  Fuerza	newton	N		m kg s-2
  Presión	pascal	Pa	N m -2	m-1 kg s-2
  Energía, trabajo, cantidad de calor	julio	J	N m	m2 kg s-2
  Potencia	watio	W	J s -1	m2 kg s-3
  Cantidad de electricidad, carga eléctrica	culombio	C		s A
  Potencial eléctrico, fuerza electromotriz	voltio	V	W A -1	m2 kg s-3 A-1
  Resistencia eléctrica	ohmio	O	V A -1	m2 kg s-3 A-2
  Capacidad eléctrica	faradio	F	C V -1	m-2 kg-1 s4 A2
  Flujo magnético	weber	Wb	V s	m2 kg s-2 A-1
  Inducción magnética	tesla	T	Wb m2	kg s-2 A-1
  Inductancia	henrio	H	Wb A -1	m2 kg s-2 A-2

  
  
  

La experimentación en Física implica desarrollar unas habilidades y destrezas en el manejo de equipos simples que permiten efectuar medidas o comprobaciones, cuyos resultados deberá analizar, representar gráficamente y presentar adecuadamente.

Toda medida debe de ir acompañada de su unidad, recomendándose el uso del Sistema Internacional de Unidades de medida. Pero además, cuando se mide algo, todas las medidas están afectadas en mayor o menor grado por un error experimental debido a las imperfecciones inevitables del instrumento de medida, o las limitaciones impuestas por nuestros sentidos que deben de registrar la información. Los aspectos relativos a las medidas y errores experimentales son:

Reglas para expresar una medida y su error:

1. Todo resultado experimental o medida hecha en el laboratorio, debe de ir acompañada del valor estimado del error de la medida, y de las unidades empleadas.
   
2. La última cifra significativa en el valor de una magnitud física y en su error, expresados en las mismas unidades, deben de corresponder al mismo orden de magnitud.
   
3. En el resultado fnal: los errores se deben dar solamente con una única cifra significativa (excepto si la primera es un 1).
   
4. El error total de una medida experimental, es la suma de un error instrumental o error de escala (aquél que viene definido por la resolución del aparato de medida) más un error accidental o aleatorio .

El valor de una magnitud se expresará entonces como donde .

[Pasa el cursor por encima del gráfico]

Al tratar de determinar una magnitud por medida directa, realizamos varias medidas con el fin de corregir los errores aleatorios. A partir de los resultados obtenidos x₁, x₂, ..., x_N se adopta como mejor estimación del valor verdadero el valor medio, que viene dado por

El valor medio se aproximará tanto más al valor verdadero de la magnitud cuanto mayor sea el número de medidas, ya que los errores aleatorios de cada medida se irán compensando unos con otros. Sin embargo, en el laboratorio es suficiente con realizar 5 medidas de una misma magnitud. El error de escala de cada medida individual corresponderá a la mitad de la división más pequeña de la escala de medida utilizada y por lo tanto el error de escala del valor medio será

De acuerdo con la teoría de los errores, que supone que estos se producen por causas aleatorias, se toma como la mejor estimación del error accidental el error cuadrático

El resultado del experimento, si no hubiese ningún otro tipo de error, se expresaría entonces como y su correspondiente unidad de medida.

Para una medida indirecta, el valor experimental de su magnitud se obtiene de acuerdo a una determinada expresión matemática V = f(x,y) a partir de la medida de otras magnitudes de las que depende. Para calcular el error de escala en la magnitud derivada se utiliza la expresion

Una vez obtenido cada valor individual V_i, podemos calcular su valor medio y los correspondientes errores de escala y accidental

El objetivo de una representación gráfica es la obtención de una magnitud desconocida a través de alguna relación previa conocida. Admitida una relación entre dos variables, hay que obtener la ecuación empírica que mejor describe dicha relación, es decir, la curva que mejor ajusta la nube de puntos. ¿Cómo?: mediante el análisis de regresión, que consiste en ajustar una función o curva matemática continua a los datos obtenidos. En las prácticas de laboratorio vamos a ajustar a rectas previa linealización de la función.

La recta que mejor ajustará a esos puntos, se obtiene mediante el método de los mínimos cuadrados, que permite obtener la recta de regresión y = a + bx, donde a es la ordenada en el origen, b es la pendiente y r₂ el coeficiente de determinación.

Antes de llevar a cabo el análisis de regresión, se ha de estar seguro que la relación entre las magnitudes representadas sera lineal. Para ello, se han de elegir adecuadamente las variables a representar, es decir, se ha de realizar la transformación de linealización necesaria, como se puede ver en los siguientes ejemplos.

La representación gráfica final, para suministrar la máxima información posible, ha de cumplir las siguientes normas: