PRELIMINARES DE LA MEDICIÓN

CURIOSIDADES DEL UNIVERSO

Cuán pequeños somos, cuán gigantes nos sentimos.

Por: Victor Solano ( Periodista de ciencia)

Algunas mañanas cuando despertamos, sentimos que somos grandes, que “el mundo está a nuestros pies”. Sin embargo, si tomáramos conciencia por un instante de lo infinitamente pequeños que somos si nos comparamos con el tamaño del Universo y  de eso dependiera nuestro  estado de ánimo, seguramente no nos levantaríamos de la cama.

No obstante, la vida sigue. Afuera, el Universo es enorme, tanto que las distancias que nos dan los astrónomos entre un astro y otro , o el diámetro del sol frente al diámetro de un agujero negro son prácticamente irrelevantes al compararlos con cualquier magnitud de nuestra existencia en la tierra. Ocurre tanto que a veces solemos confundir los años luz como una magnitud de tiempo cuando en realidad lo es de distancia.

  

EL AÑO LUZ

Un año-luz es la distancia recorrida por la luz en un año (la  luz recorre 300 000 Km por segundo) y equivale a unos  9 500 000 000 000 kilómetros (9.5x10¹² Km).

De hecho, una cosa más sorprendente es que, cuando tendemos la mirada al firmamento no estamos viendo   el presente sino el pasado o varios pasados de manera simultánea. ¿Cómo? Cuando vemos la luz de una estrella no estamos viendo la estrella, sino la luz que emitió hace mucho tiempo y solo hasta ahora nos está llegando esa sensación lumínica.

Hoy esas distancias y otras que no alcanzamos a imaginar en nuestro día a día solo son allanadas con potentísimos radiotelescopios porque ya ni siquiera los potentes lentes de los modernos telescopios de la estación Paraná (desierto de Atacama en Chile) lo pueden hacer. Esos radiotelescopios, como el de Arecibo en Puerto Rico, están hoy en día captando, además, los ecos  de posibles señales emitidas hace millones de años y a distancias inimaginables de años luz.

El telescopio Huble captó imágenes de galaxias a 420 000 000 de años luz, como la galaxia renacuajo.

Así las cosas, somos muy poco frente a las dimensiones del Universo físico, pero somos gigantes frente a las posibilidades de producir, almacenar, retener y compartir conocimiento. El Universo es nuestro y las naves  para recorrerlo se llaman Ciencia y tecnología.

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LA MEDICION

MEDIR: Es comparar una magnitud con otra de la misma clase que se ha tomado como unidad o patrón de medida.

MAGNITUD: es todo lo que se puede medir o contar.

EJ: tiempo. distancia, velocidad, peso, aceleración, dolares, bananos, etc,.

A nivel internacional se han tomado como magnitudes fundamentales las siguientes;

MAGNITUD                 UNIDAD        SIMBOLO

Longitud                     metro             m

Masa                          kilogramo        kg              

Tiempo                       segundo          s

Temperatura                kelvin              k

Corriente eléctrica        Amperio           A

intensidad lumínica      candela            cd

Cantidad sustancia       mole                mol

Las magnitudes anteriores conforman el Sistema Internacional (SI).

Las tres primeras magnitudes son las fundamentales de la mecánica clásica o Newtoniana.     

Existen otros sistemas de medidas como el antiguo europeo (CGS) y el sistema de ingeniería británico (Inglés).

                   CGS                           Inglés

Longitud       centímetro (cm)           pie (ft)

Masa            gramo       (g)             slug

Tiempo         segundo    (s)             segundo(s)

Un pie (feet, ft) = 30.48 cm = 0.3048 m

Una pulgada = 2.54cm = 0.0254m

Un slug = 14.9 kg

Una hora = 60 minutos  = 3600 segundos

Una milla terrestre = 1609 m

Una libra = 454g = 0.454Kg

La libra se considera como medida de masa, de fuerza y en algunos casos de presión. La libra colombiana se toma de 500 g.

MAGNITUDES DERIVADAS

Al combinar dos o más magnitudes fundamentales aparecen otras magnitudes de orden secundario. 
Por ej. si dividimos longitud entre tiempo resulta la velocidad.

Al multiplicar masa por aceleración nos da fuerza.

CONVERSIONES:

El sistema que más se utiliza es el Sistema Internacional (SI). Por esta razón se da a continuación una serie de prefijos con su respectiva equivalencia con respecto a la unidad fundamental de medición.

Prefijo            Símbolo          Factor

yocto                y               10^-24.

zepto                z               10^-21.    

ato                   a               10^-18.

femto                f               10^-15.

pico                  p               10^-12.

nano                 n               10^-9.

micro                µ               10^-6.

mili                  m               10^-3.

centi                c                10^-2.

deci                 d                10^-1.

	unidad de medida            100 = 1

                                       

Deca                 D                10¹.

Hecto                H                10².

kilo                   k                10³.

Mega                 M                10⁶.

Giga                  G                10⁹.

Tera                  T                10¹².

Peta                  P                10¹⁵.

Exa                   E                10¹⁸.

Zeta                 Z                10²¹.

Yota                 Y                10²⁴.

Para convertir una unidad a otra se halla la diferencia entre los exponentes de los factores que las separa y luego se multiplica por el factor resultante.

Ejemplos

1. Reducir  8 Ts a Ks, entonces  los exponentes son 12 y 3 por lo tanto 12-3=9       8 x 10⁹ ks.

2. Reducir 4 mm a Km

 mm a km      -3 –3 = -6      4 mm = 4 x 10^-6Km = 0.000004 Km

PARA CONVERTIR	MULTIPLIQUE POR
K/h a        m/s	1000/3600 = 10/36
m/s        a       km/h	3600 / 1000 = 3.6

100 K/h a m/s = 100 x 1000/3600 = 27.8 m/s.

5 m/s a K/h = 5 x 3.6 = 18 Km/h.

Es importante saber convertir unas unidades a otras dentro del mismo sistema o entre sistemas diferentes. Generalmente los problemas se solucionan dentro del mismo sistema de medición.

120Km / h, significa que por cada hora se recorren 120Km.

Qué significado tiene:

a.     4 ml / kg?.

b.    30 m/s.

c.     5 dinas / cm².

d.    8.5 g / cm³.

CIFRAS SIGNIFICATIVAS: Corresponden al número de cifras que debe tener la medición de una magnitud.

Ejemplo

La medición  2.42m tiene 3 cifras significativas, lo cual quiere decir que está aproximando hasta los cm. Esto significa que el patrón de medida con el que se midió no tiene cm y por lo tanto los cm son una medida dudosa que se calculó a ojo con la distancia dada.

A las cifras ciertas y a la primera cifra dudosa se le llaman cifras significativas.

Cuando se multiplican o se dividen varias cantidades, el número de cifras significativas de la respuesta final es el mismo que el número de cifras significativas de la menos precisa de las cantidades.

Menos precisa = tener el menor número de cifras significativas.

Ejemplo.

Hallar la densidad de un cilindro metálico cuyo radio de la base mide 1.75 cm y su altura 5.32 cm, al ser colocado sobre la balanza registra una masa de138.2 g.

Solución

Densidad = masa / volumen

V = p.r².h = 3.14.(175cm)².5.32 cm = 51.2 cm³.

Aunque el resultado de la calculadora es 51.15845, lo redondeamos a 51.2, ya que tanto en el radio como en la altura se tienen 3 cifras significativas y el resultado no puede expresarse en un número mayor a ellas, pues no tiene sentido que las operaciones aumenten el grado de precisión si se aumenta el numero de cifras decimales.

Densidad = 138.2g / 51.2 cm³. = 2.7 g/cm³.

TALLER DE FISICA No 3

OBJETIVO: Hacer reducciones entre unidades y entre sistemas.

Reducir a metros, utilice la tabla de prefijos:

·         8 Km                      *   12 Km

·         30 cm                     *     4 mm

·         6500 Km                 *   7.6 Hm

·         0.0005 Mm              *    3 x 10⁴ Dm.

·         8 x 10^{-5 Km.                *     85  pm}

Reducir a Segundos:

·         1 hora.                   *  Minuto y medio

·         37 minutos             *  Hora y media.

·         Una vuelta de traslación de la tierra.

·         Una vuelta de rotación terrestre.

Reduzca utilizando tabla de prefijos:

·         3.5 s a ps                   *  875 µm a m.

·         9857 nm a cm             *  2 m  a µm

·         Día y medio a seg.       *  5.4 Kg a mg.

Convertir:

·         La altura del monte Everest a pies.

·         22000 pies a m.                  *  15 Kg a libras

·         2000 pies a m y a cm.

·         900 Lbs a Kg.                     *  340 m/s a Km/h

·         300000 K/h a m/s               *  240 lbs a Kg.

·         340 m/s a Km/h                  *  240 lbs a Kg.

·         72 Km/s a m/s                    * 40 millas a m

A qué equivale en metros:

a.     Un año luz.             c.Un parsec.           b.    Un amstrong.

c.    Determine la densidad de una esfera que tiene 0.85 cm de radio y 20.3 g de masa

                                                                                                        Por: JOHEL