Cantidades físicas

La historia de la física no concluye con Galileo, ni más faltaba, pues el mismo año que murió Galileo nacía Isaac Newton, quien acabaría por sentar las bases de la mecánica, por la cual nos será posible describir los fenómenos de movimiento que percibimos todos los días. Y todavía nos falta mucho camino por recorrer hasta llegar al LHC.

Dejemos al señor Newton pensando bajo un manzano de la campiña inglesa y hagamos un pequeño paréntesis para hablar sobre algunas herramientas de la física moderna que nos ayudarán más adelante con la mecánica.

En primer lugar hablemos de las cantidades físicas, las cuales definimos como las propiedades de un objeto o sistema físico, además se pueden cuantificar por medición o cálculos. Tienen un valor numérico y una unidad asociada.

Bueno, que quiere decir todo esto, para ayudarnos a comprender tomemos como ejemplo la longitud, la cual es una unidad física.

Podemos medir la longitud por medio de diversas herramientas, como pueden ser reglas de medición, cintas métricas, flexómetros, o como hicieron los antiguos, con las partes de su cuerpo.

La longitud debe tener unidades, o si no, no sabríamos como medir algo, por ejemplo si yo les digo que mi libro de física está a 1 de distancia de mi, podría ser 1cm, 1pie, 1m, 1km, etc. todas unidades muy diferentes en tamaño. En cambio si yo les digo que el libro está a metros de distancia de mi, es imposible saber cual es la distancia, pues no sabemos cuantos metros. Se necesita una cantidad numérica y una unidad (y para el ejemplo que puse, en mi próxima entrada vamos a ver que necesitamos además una dirección).

Existen cantidades físicas que son tan básicas que sólo se pueden definir describiendo la forma de medirlas. Estas cantidades físicas básicas (que no dependen si no de si mismas) y sus unidades en el Sistema Internacional son las siguientes:
Cantidad / Unidad / Símbolo
-Longitud / metro / m
-Masa / kilogramo / kg
-Tiempo /segundo / s
-Corriente eléctrica / ampere / A
-Temperatura termodinámica / kelvin / K
-Cantidad de sustancia / mol / mol
-Intensidad luminosa / candela / cd

Otras cantidades se pueden definir describiendo la forma de calcularlas a partir de otras, por ejemplo el área, el volumen, velocidad, etc.

Ya hemos mencionado muchas cantidades y unidades con que medirlas, hay que agregar que esas unidades no son más que estándares de referencia. Cuando medimos una cantidad lo comparamos con un estándar de referencia. Ya mencioné el Sistema Internacional es uno de los estándares más utilizados en la mayor parte del mundo.

El Sistema Internacional estableció de la siguiente manera las unidades de tiempo, longitud y masa:

Tiempo: Se define por la frecuencia de la radiación con una transición atómica del estado energético del átomo de cesio. Cuando se bombardea con con microondas de una determinada frecuencia, los átomos de cesio sufren una transición entre dichos estados. Se define un segundo como el tiempo requeridoo por 9 192 631 770 ciclos.

Longitud: Se define como la distancia viajada por la luz en el vacío en 1/299 792 458 segundos.

Masa: Se define como la masa de un determinado cilindro de aleación de platino-iridio que se guarda en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, en Sèvres, cerca de París.

En la próxima entrega hablaré sobre cantidades escalares y cantidades vectoriales.