Laboratorio de física

Investigar: diferencias entre medida y medición y medir

Cuáles son las principales magnitudes físicas fundamentales y derivadas y los instrumentos que se

usan para su medición

Cómo medir con una balanza con un vernier o calibre vernier

La medición es un proceso básico de la ciencia que consiste en comparar un patrón seleccionado

con el objeto o fenómeno cuya magnitud física se desea medir para ver cuántas veces el patrón está

contenido en esa magnitud.

Medida

El término "medida" puede referirse a los siguientes artículos:

Medida, la cantidad de sílabas métricas que compone un verso.

Unidad de medida, una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física.

Medición, la determinación de la relación entre la dimensión de un objeto y la unidad de medidas. 

Medición

Una medición es el resultado de la acción de medir. Este verbo, con origen en el término latino

metiri, se refiere a la comparación que se establece entre una cierta cantidad y su correspondiente

unidad para determinar cuántas veces dicha unidad se encuentra contenida en la cantidad en

cuestión.

Medir

Determinar el valor de una magnitud.

Comparar una cantidad con su respectiva unidad, con el fin de averiguar cuántas veces la primera

contiene la segunda: midieron la habitación.

Magnitudes físicas fundamentales 

Las magnitudes fundamentales son aquellas magnitudes físicas elegidas por convención que

permiten expresar cualquier magnitud física en términos de ellas. Gracias a su combinación, las

magnitudes fundamentales dan origen a las magnitudes derivadas.Las siete magnitudes

fundamentales utilizadas en física adoptadas para su uso en el Sistema Internacional de Unidades

son la masa, la longitud, el tiempo, la temperatura, la intensidad luminosa, la cantidad de sustancia

y la intensidad de corriente.

Magnitudes derivadas

Las magnitudes derivadas se obtienen de combinar dos o más magnitudes fundamentales. Por

ejemplo, la fuerza es una magnitud que se obtiene al multiplicar la masa por una longitud y dividir

esto dos veces por el tiempo. En el Sistema Internacional, esta combinación de unidades recibe el

nombre de newton (N), en honor al físico británico Isaac Newton. Es decir, 1kg m s''-2= 1N

Masa

En física, la masa (Del latín massa) es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo.

Es una propiedad extrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la

masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades

es el kilogramo (kg). Es una magnitud escalar.

No debe confundirse con el peso, que es una magnitud vectorial que representa una fuerza.

Tampoco debe confundirse con la cantidad de sustancia, cuya unidad en el Sistema Internacional de

Unidades es el mol.

Longitud

La longitud es la magnitud física que determina la distancia, es decir, la cantidad de espacio

existente entre dos puntos.

La longitud es una de las magnitudes físicas fundamentales, en tanto que no puede ser definida en

términos de otras magnitudes que se pueden medir.

Tiempo

El tiempo es una magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos,

sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación; esto es, el período que transcurre entre el

estado del sistema cuando éste presentaba un estado X y el instante en el que X registra una

variación perceptible para un observador (o aparato de medida).

El tiempo permite ordenar los sucesos en secuencias, estableciendo un pasado, un futuro y un tercer

conjunto de eventos ni pasados ni futuros respecto a otro

Temperatura

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que puede

ser medida con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la

energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica.

Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida

como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema,

sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones.

Intensidad luminosa 

la intensidad luminosa se define como la cantidad de flujo luminoso que emite una fuente por

unidad de ángulo sólido. Su unidad de medida en el Sistema Internacional de Unidades es la

candela (Cd).

Cantidad de sustancia 

El Sistema Internacional de Unidades (SI) define la cantidad de sustancia como una unidad

fundamental que es proporcional al número de entidades elementales presentes. La constante de

proporcionalidad depende de la unidad elegida para la cantidad de sustancia; sin embargo, una vez

hecha esta elección, la constante es la misma para todos los tipos posibles de entidades elementales. 

Intensidad de corriente

La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que

recorre un material. Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del

material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo),

unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de

cargas, produce un campo magnético, un fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán

Instrumentos de medición

Un instrumento de medición es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicas mediante un

proceso de medición. Como unidades de medida se utilizan objetos y sucesos previamente

establecidos como estándares o patrones y de la medición resulta un número que es la relación entre

el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medición son el medio por el que

se hace esta lógica conversión.

Características principales

Las características importantes de un instrumento de medida son:

Precisión: es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes

realizadas en las mismas condiciones.

Exactitud: es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud

real.

Apreciación: es la medida más pequeña que es perceptible en un instrumento de medida.

Sensibilidad: es la relación de desplazamiento entre el indicador de la medida y la medida real.

Tipos

Se utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo mediciones de las diferentes

magnitudes físicas que existen. Desde objetos sencillos como reglas y cronómetros hasta los

microscopios electrónicos y aceleradores de partículas.

A continuación se indican algunos instrumentos de medición existentes en función de la magnitud

que miden.

Para medir masa:

balanza báscula espectrómetro de masa catarómetro

Para medir tiempo:

calendario cronómetro Reloj de arena reloj reloj atómico datación radiométrica

Para medir longitud:

Cinta métrica Regla graduada Calibre vernier micrómetro reloj comparador interferómetro

odómetro

Para medir ángulos:

goniómetro sextante transportador

Para medir temperatura:

termómetro termopar pirómetro

Para medir presión:

barómetro manómetro tubo de Pitot

Para medir velocidad:

velocímetro anemómetro (Para medir la velocidad del viento) tacómetro (Para medir velocidad de

giro de un eje)

Para medir propiedades eléctricas:

electrómetro (mide la carga) amperímetro (mide la corriente eléctrica) galvanómetro (mide la

corriente) óhmetro (mide la resistencia) voltímetro (mide la tensión) vatímetro (mide la potencia

eléctrica) multímetro (mide todos los valores anteriores) puente de Wheatstone osciloscopio

Para medir volúmenes

Pipeta Probeta Bureta Matraz aforado

Para medir otras magnitudes:

Caudalímetro (utilizado para medir caudal) Colorímetro Espectroscopio Microscopio Espectrómetro

Contador geiger Radiómetro de Nichols Sismógrafo pHmetro (mide el pH) Pirheliómetro

Luxómetro (mide el nivel de iluminación) Sonómetro (mide niveles de presión sonora)

Dinamómetro (mide la fuerza)

Magnitud: Es toda propiedad de los cuerpos que se puede medir. Por ejemplo: temperatura,

velocidad, masa, peso, etc.

Medir: Es comparar la magnitud con otra similar, llamada unidad, para averiguar cuántas veces la

contiene.

Unidad: Es una cantidad que se adopta como patrón para comparar con ella cantidades de la misma

especie. Ejemplo: Cuando decimos que un objeto mide dos metros, estamos indicando que es dos

veces mayor que la unidad tomada como patrón, en este caso el metro.

Sistema Internacional de unidades:

Para resolver el problema que suponía la utilización de unidades diferentes en distintos lugares del

mundo, en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas (París, 1960) se estableció el Sistema

Internacional de Unidades (SI). Para ello, se actuó de la siguiente forma:

En primer lugar, se eligieron las magnitudes fundamentales y la unidad correspondiente a cada

magnitud fundamental. Una magnitud fundamental es aquella que se define por sí misma y es

independiente de las demás (masa, tiempo, longitud, etc.).

En segundo lugar, se definieron las magnitudes derivadas y la unidad correspondiente a cada

magnitud derivada. Una magnitud derivada es aquella que se obtiene mediante expresiones

matemáticas a partir de las magnitudes fundamentales (densidad, superficie, velocidad).

En el cuadro siguiente puedes ver las magnitudes fundamentales del SI, la unidad de cada una de

ellas y la abreviatura que se emplea para representarla:

Magnitud fundamental Unidad Abreviatura Longitud metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo

s Temperatura kelvin K Intensidad de corriente amperio A Intensidad luminosa candela cd Cantidad

de sustancia mol mol

Múltiplos y submúltiplos de las unidades del SI Prefijo Símbolo Potencia Prefijo Símbolo Potencia

giga G 10 9 deci d 10 -1

mega M 10 6 centi c 10 -2

kilo k 10 3 mili m 10 -3

hecto h 10 2 micro µ 10 -6

deca da 10 1 nano n 10 -9

En la siguiente tabla aparecen algunas magnitudes derivadas junto a sus unidades:

Magnitud Unidad Abreviatura Expresión SI Superficie metro cuadrado m 2 m 2

Volumen metro cúbico m 3 m 3

Velocidad metro por segundo m/s m/s Fuerza newton N Kg·m/s 2

Energía, trabajo julio J Kg·m 2 /s 2

Densidad kilogramo/metro cúbico Kg/m 3 Kg/m 3

Balanza granataria

Una Balanza granataria es un tipo de balanza muy sensible, esto quiere decir que pesa cantidades

muy pequeñas y también es utilizada para determinar o pesar la masa de objetos y gases.

Suelen tener capacidades de 2 ó 2,5 kg y medir con una precisión de hasta 0,1 ó 0,01 g. No

obstante, existen algunas que pueden medir hasta 100 ó 200 g con precisiones de 0,001 g; y otras

que pueden medir hasta 25 kg con precisiones de 0,05 g.

Es muy utilizada en laboratorios como instrumento de medición auxiliar, ya que aunque su

precisión es menor que la de una balanza analítica, tiene una mayor capacidad que ésta y permite

realizar las mediciones con más rapidez y sencillez, así como por su mayor funcionamiento.

Las balanzas electrónicas equilibran la fuerza ejercida por un electroimán cuya alimentación está

regulada automáticamente en un lazo cerrado por un circuito electrónico.

§Modo de uso y cuidado

Para su correcto funcionamiento, una balanza debe estar correctamente nivelada sobre una

superficie rígida. La balanza debe ser calibrada periódicamente y cada vez que se traslada de lugar.

Para ello se utilizan masas patrón que, a su vez, están calibradas con mayor precisión que la

precisión de la balanza.

La limpieza es un factor muy importante, por lo cual no deben ubicarse las sustancias directamente

en el plato de la balanza, sino sobre un contenedor.

En las balanzas electrónicas, antes de pesar la muestra debe ponerse a cero la lectura con el

contenedor, lo que se conoce como tarar la balanza. Esto permite no tener que descontar

posteriormente la masa del contenedor.

Al realizar una serie de mediciones debe evitarse cambiar de balanza.

Para realizar la lectura correctamente en las balanzas mecánicas debe evitarse el error de paralaje,

alineando la visualización correctamente debe ponerse en cero y colocar el peso en el platon e ir

moviendo sus sistema hasta lograr su peso

Cómo utilizar un calibrador Vernier

Un calibrador vernier se usa para tomar medidas con una exactitud de 0.2mm o 0.001" dependiendo

si el vernier es métrico o imperial. Estas instrucciones se centran en el imperial pero los mismos

métodos son aplicables a los verniers métricos

Asegúrate de que lo que estás midiendo está limpio y no tiene rebabas en los bordes.

Abre la mandíbula móvil y pon las puntas de medición en ambos lados de la pieza que quieras

medir.

1-Presiona las puntas de medición firmemente contra la pieza.

2-Bloquea el tornillo de sujeción para que la mandíbula no se mueva.

3-En la escala de vernier, hay un pequeño 0. Mira y cuenta cuantas divisiones de pulgadas hay

pasada la escala de la barra.

4-Observa cuantas divisiones más pequeñas ha sobrepasado el 0. Esto representa cuantos décimos

de pulgada hay en esa pieza.

5-Tantas divisiones pequeñas haya pasado el 0 pequeño desde la última división numerada, será

este número multiplicado por 25 las centésimas de pulgada que hay.

6-Mira la línea de división en la escala de vernier se alinea con la escala de la barra. Esto es el

número de milésimas de pulgada.

7-Añadiendo la medida de la pulgada, las décimas de pulgada, las centésimas de pulgada y

milésimas de pulgada, tendrás una medida con 3 décimas de exactitud.

Calibre (instrumento)

El calibre, también denominado calibrador, cartabón de corredera, pie de rey, pie de metro,

forcípula (para medir árboles) o Vernier, es un instrumento utilizado para medir dimensiones de

objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10 de

milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro). En la escala de las pulgadas tiene divisiones

equivalentes a 1/16 de pulgada, y, en su nonio, de 1/128 de pulgada.

Es un instrumento sumamente delicado y debe manipularse con habilidad, cuidado, delicadeza, con

precaución de no rayarlo ni doblarlo (en especial, la colisa de profundidad). Deben evitarse

especialmente las limaduras, que pueden alojarse entre sus piezas y provocar daños.