Tema 1: Magnitudes Físicas, Medidas y Errores

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1.1. LA CIENCIA FÍSICA.
La primera cuestión que se plantea al iniciar el estudio de una ciencia es su OBJETO: que en el caso de la Física, lo constituye, el conjunto de los fenómenos que pertenecen a la naturaleza inanimada.
La descripción de estos fenómenos requiere una serie de conceptos,
convenientemente elegidos, que constituyen, el sistema conceptual de la Física. Longitud, masa, tiempo, velocidad, etc......, son conceptos que deben definirse unívocamente, y que
constituyen el sistema antes mencionado.
El paso siguiente es el establecimiento de unas REGLAS O LEYES, que permiten cuantificar estos fenómenos, para lo cual es necesario que algunos de los conceptos sean cuantificables, mediante números y unidades.
A estos conceptos se les llama MAGNITUDES y a la expresión de una regla mediante magnitudes se le denomina LEY FÍSICA o formulación matemática del fenómeno físico.
Se puede por tanto concluir que el OBJETIVO de la FÍSICA es: descubrir y dar forma matemática a las leyes que relacionan entre sí a las magnitudes que intervienen en los fenómenos físicos.

1.2. MAGNITUDES FÍSICAS.
Mediante la observación de cosas o fenómenos físicos, la mente humana llega a formar conceptos, sobre determinados atributos de los mismos, a los que se denomina OBSERVABLES; la longitud, el color, el volumen, el peso, la belleza, etc., son ejemplos de estas propiedades.
Ahora bien, la física utiliza observables que se puedan cuantificar, es decir, que sean susceptibles de ser medidos, y que constituyen las MAGNITUDES FÍSICAS.
En consecuencia, una magnitud física es un observable que se puede medir.
De esta definición se puede deducir que el campo de la Física, es decir su objeto, es cambiante en función de que los fenómenos físicos observados sean medibles o no, de manera que el avance en las tecnologías de instrumentación de medida, aumentan el campo
de la física, incluyendo conceptos y leyes deducibles de estas nuevas medidas. La longitud, velocidad, fuerza, masa, peso, color, etc., son ejemplos de magnitudes físicas.
La belleza, el sabor, el olor, etc., son observables que no constituyen magnitudes físicas, ya que no se pueden medir.
Por otra parte, algunas magnitudes físicas quedan perfectamente determinadas por un número real, acompañado por la unidad elegida para medirla.
La masa, energía, tiempo, etc., son ejemplos de este tipo de magnitudes, a las que se le denomina MAGNITUDES ESCALARES. Otras magnitudes físicas, como la velocidad,fuerza, etc., requieren además una dirección y un sentido, a este tipo de magnitudes se les
denomina VECTORIALES y al elemento matemático que lo representa: vector.

1.3. UNIDADES Y MEDIDAS.
Cantidad de una magnitud física es el estado de la misma en un determinado
fenómeno físico.
Ejemplo: la aceleración es una magnitud física y el valor de la aceleración de la
gravedad en Orihuela es una cantidad de esta magnitud.
La comparación de cantidades de la misma magnitud se denomina: MEDIDA y se
efectúa tomando como referencia o patrón una determinada cantidad que recibe el nombre
de UNIDAD: u. Así, para medir la cantidad (C) de una cierta magnitud física se compara
con su unidad mediante la relación (C) = C · u, es decir, Cantidad = Medida · unidad.
De manera que a cada cantidad (C), se asocia un número, C, que representa el
número de veces que (C) es mayor que él. Dicho número recibe el nombre de MEDIDA de
la cantidad (C) referida a la unidad: u.
(Volumen) = 965m3 ⇒Cantidad = Medida·unidad

1.4. LEYES FÍSICAS.
Son expresiones matemáticas que relacionan entre sí cantidades de distintas
magnitudes que intervienen en un fenómeno.
En general una Ley física se expresa de la forma: (Y)a (A)a (B)b ......(N)n , donde a
quiere decir proporcional a...
Si en vez de cantidades se toman medidas, entonces la proporcionalidad se puede
expresar mediante una igualdad Y = K·AaBb ......N n , donde en general intervienen una
constante, cuyo valor dependerá de las unidades elegidas para medir las distintas
cantidades.


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