Se denomina magnitud a todo aquello que puede ser medido. El tiempo, la longitud, la masa, el área, el volumen, la densidad y la fuerza son algunos ejemplos de magnitudes físicas.

Las magnitudes fundamentales no pueden ser definidas o expresadas a partir de otras. Por ejemplo, el tiempo, la longitud y la masa son magnitudes primarias que no pueden describirse en términos de otras más básicas o primarias, por lo tanto, decimos que son magnitudes fundamentales; En cambio, las unidades definidas en términos de dos o más unidades básicas o fundamentales se llaman unidades derivadas.

  • El área es una magnitud derivada que se describe en términos de dos longitudes. En el SI, la unidad de área es el metro cuadrado (m2).
  • El volumen es una magnitud que se describe en términos de tres longitudes. La unidad de volumen es el metro cúbico (m3).
  • La densidad es una magnitud derivada que se describe en términos de masa y volumen. La unidad de densidad en el SI es kg/m3.

Por ejemplo: el área y el volumen se describen en términos de longitud; la densidad se describe en términos de volumen y masa; y la fuerza se describe en términos de masa, longitud y tiempo.

TIEMPO

El tiempo es una magnitud fundamental. La noción subjetiva del tiempo no es confiable, por lo que para medirlo necesitamos determinar instantes de referencia. Un instante de referencia puede ser considerado como instante cero u origen de tiempo.

La medida del tiempo.

Por ejemplo, para medir el tiempo que necesitamos para trasladarnos de nuestra casa a la escuela, el instante de partida será el instante cero u origen de tiempo para empezar a medirlo.

Para medir intervalos de tiempo se necesita que los eventos de referencia se repitan a intervalos regulares de tiempo. Por ejemplo, la rotación de la Tierra sobre su propio eje, el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra y el movimiento de la Tierra alrededor del Sol.

Cotidianamente utilizamos los diferentes tipos de relojes que han sido diseñados precisamente para indicar intervalos iguales de tiempo.

LONGITUD

La longitud es una magnitud fundamental relacionada con la distancia en el espacio, a partir de un punto que se toma como referencia. Cualquier punto en el espacio puede ser considerado como origen de la distancia que se mide.

Por ejemplo, cuando en una hoja de papel medimos la distancia entre dos puntos, colocamos una regla graduada de manera que el cero de la escala coincida con uno de los puntos. Es decir, consideramos una distancia cero y a partir de ella medimos la distancia.

ÁREA

El área (A) de una superficie es una magnitud derivada que se describe en términos de longitud. Las unidades de área son unidades cuadradas ya que son el resultado de multiplicar dos unidades de longitud.

El área de un paralelogramo cualquiera (cuadrados, rectángulos, rombos y romboides) es igual al producto de su base por su altura.

El área de un triángulo es igual a la mitad del producto de su base por su altura.

Puede tomarse como base cualquiera de los lados del triángulo. La altura es la longitud de la línea perpendicular a la base, trazada desde el vértice opuesto. En la figura se han trazado las tres alturas del triángulo que se presenta.

En un polígono regular la perpendicular trazada desde el centro a uno de sus lados se denomina apotema, de manera que la altura de cada triángulo se designa con (a). Si se designa con (L) a los lados del polígono, el área de cada uno de los triángulos estará dada por:

Los polígonos regulares tienen todos sus lados iguales.

Si el polígono tiene (n) lados, el número de triángulos formados es n. Entonces el área del polígono es:

Pero (n)(L) es igual al perímetro (P) del polígono, por lo que la expresión anterior se puede escribir de la siguiente manera:

Es decir, el área de un polígono regular es igual a la mitad del producto del perímetro por la apotema.

Área del círculo: Considerando el círculo como un polígono regular de un número infinito de lados, su área se puede calcular mediante la misma fórmula que se emplea en los polígonos regulares. Es decir:

VOLUMEN

El volumen (V) de un cuerpo es una magnitud derivada que se describe en términos de longitud. Las unidades de volumen son unidades cúbicas, ya que son el resultado de multiplicar tres unidades de longitud.

En general, el volumen de un prisma regular cualquiera (cuando es recto y sus bases son polígonos regulares) es igual al producto del área de una de sus bases, multiplicado por su altura.

Prismas regulares.

Para calcular el volumen de un sólido irregular se utilizan procedimientos de medición indirectos. Uno de los más empleados consiste en introducir el cuerpo cuyo volumen se desea medir en una probeta graduada con determinado volumen de agua: al sumergir el cuerpo, el volumen del líquido desplazado será igual al volumen del cuerpo.

MASA

La masa (m) es una magnitud fundamental relacionada con la cantidad de materia que tiene un cuerpo.

Todos los cuerpos que nos rodean están formados por materia y por lo tanto tienen masa. El aire, el agua, el Sol, la Tierra, todos los seres vivos y todos los cuerpos que existen en el universo están formados por materia y, en consecuencia, todos tienen masa.

La masa determina cómo cambia la velocidad de un cuerpo cuando se le aplica una fuerza. Si fuerzas iguales actúan durante el mismo tiempo sobre cuerpos que tienen masas diferentes, el cambio de velocidad es menor en el cuerpo de mayor masa.

DENSIDAD

La densidad (D) es una magnitud derivada que se relaciona con la masa y el volumen de un cuerpo. Si se tuviesen varios cuerpos del mismo volumen pero de masas diferentes, se dice que sus densidades son diferentes.

De igual manera, si se tienen varios cuerpos de la misma masa pero de volumen diferente, entonces decimos que sus densidades son diferentes.

Para ejemplificar lo anterior, supongamos que se tuviesen 10 cm3 de hierro, sabiendo que su masa es de 78 gramos.

Entonces 1 cm3 de hierro tiene una masa de 7.8 gramos, es decir, la densidad es el cociente que resulta de dividir la masa de un cuerpo entre su volumen.

La densidad es una propiedad característica de cada sustancia. Por ejemplo, los objetos fabricados con hierro puro de cualquier masa o volumen siempre tienen la misma densidad. Es decir, el cociente que resulta de dividir su masa entre su volumen siempre será de 7.8 g/cm3.

A continuación se presentan las densidades de algunas sustancias

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