Fisica General Burbano

MAGNITUDES FÍSICAS. UNIDADES 13
I – 5. Leyes. Constantes físicas
De los principios y de sus aplicaciones a fenómenos determinados y concretos se extrae la LEY
FÍSICA. Ésta es pues, en general, un hecho, una verdad restringida por la aplicación de los principios
a circunstancias particulares de instrumentación y medio; concreta la medida de las magnitudes físicas
permitiendo, en fin, establecer relaciones de variación entre unas y otras. Expresada la ley
mediante una fórmula matemática significa una idea, debiendo ser por su reducido alcance lo más
sencilla posible. Podríamos afirmar de una ley Física formulada que ¡salta de la pizarra su configuración
conceptual y su significación sencilla y clara!
En su forma más general podríamos expresar matemáticamente una ley de la siguiente forma:
a = f(b, c, d, ...). Es decir, el valor de la magnitud a depende de los valores de las magnitudes b,
c, d, etc.
LAS CONSTANTES FÍSICAS que intervienen en las fórmulas que expresan las leyes, pueden ser UNI-
VERSALES O CIRCUNSTANCIALES, según que su valor sea siempre el mismo, cualesquiera que sean las
condiciones del lugar, tiempo, temperatura, etc., o bien dependa de las condiciones en que el fenómeno
se realiza. Ejemplos: la constante de gravitación G, la de los gases perfectos R, la carga de
un electrón e son constantes universales. La velocidad inicial v 0
, la constante de la ley de Boyle-
Mariotte K, el coeficiente dieléctrico de un medio e... son constantes circunstanciales.
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I – 6. Teoría y teorema
Un paso más adelante en el desarrollo estructural de la elaboración sistemática nos lleva a considerar
el término genérico de TEORÍA, entendiéndose como tal la deducción y planificación de los
fenómenos particulares que, a la luz de principios y leyes, pueden ser estudiados y comprendidos.
Como instrumento inseparable del desarrollo teórico acudimos en general a la lógica y en particular
al razonamiento matemático.
Llegamos finalmente a la cúspide de esta gran pirámide científica que constituye la Física mediante
la aceptación de las conclusiones lógico-matemáticas que la formulación de una Ley nos
determina y que denominamos con la palabra TEOREMA. Expresión viva y sencilla del símbolo matemático
a que reducimos el fenómeno científico, la cual nos da la esencia viva del fenómeno mismo
frente a la fría e inerte expresión de una fórmula.
I – 7. Magnitud y cantidad
B) MAGNITUDES FÍSICAS. UNIDADES
MAGNITUD es todo aquello susceptible de medida. Ejemplo: La longitud, la masa, el tiempo, son
magnitudes, ya que pueden medirse.
MEDIR es comparar dos magnitudes de la misma especie, una de las cuales se toma como UNI-
DAD. Ejemplo: Si A y B son magnitudes de la misma especie, y se toma A como unidad, el número
de unidades A que se necesitan para hacer una magnitud igual a B expresa la medida de B.
CANTIDAD DE UNA MAGNITUD es el número de unidades a que es equivalente dicha magnitud.
Ejemplo: El tiempo es una magnitud; siete años es una cantidad.
I – 8. Unidad: expresión de una medida
UNIDAD es una cantidad arbitraria que se adopta para comparar con ella cantidades de su misma
especie. En la elección de una unidad influye la extensión de la cantidad a medir. Ejemplos:
Para la medida de la distancia de la Tierra a una estrella de las llamadas lejanas escogeremos el
año luz; para la distancia entre dos ciudades el kilómetro; en la venta de un cable el metro; en la
medida del espesor de una lámina el milímetro y para la medida de la longitud de onda de la luz
la milimicra o el angström (Å). No es necesario que sean éstas las unidades empleadas; siempre
que nos convenga podemos tomar como unidad cualquier cantidad arbitraria: si llamamos A a
una cantidad (superficie en la Fig. I-1), la cantidad B equivale a 4A; hemos medido B adoptando
A como unidad.
La expresión de una medida es un número concreto, es decir, un número (veces que la cantidad
contiene a la unidad) seguido del nombre o expresión de la unidad empleada en la medida
(500 kilómetros; 26 metros; 2 milímetros).
I – 9. Condiciones que debe reunir la unidad. Unidad natural
En toda unidad de medida se debe poder determinar la igualdad y la suma. Ejemplo: adoptada
una determinada longitud como unidad metro, ha de poder establecerse qué magnitud es igual
a un metro y qué magnitud contiene dos, tres, cuatro veces a nuestra unidad. De aquí nace el concepto
de múltiplo (km = 1 000 m) empleado, a su vez, como unidad en medidas adecuadas. Este
criterio de suma, que nos lleva a establecer múltiplos, nos da como consecuencia la posibilidad de
conseguir submúltiplos o divisores de la unidad, pues si el km se puede dividir en 1 000 partes
A A
A A
A
B
Fig. I-1.– La medida de B es 4A.