¿Qué son las magnitudes derivadas? Explicación y ejemplos
Las magnitudes fundamentales y derivadas surgen para registrar los fenómenos que observamos a nuestro alrededor, comparar características en común y diferencias. Todos los cuerpos que se observan ocupan un espacio, tienen una masa, un volumen y una forma.
Algunas de esas propiedades observadas pueden compararse entre si y pueden en definitiva ser medidas. Medir es comparar una propiedad de un objeto con una cantidad patrón que llamamos unidad, así nace el concepto de magnitud. Veremos en este tema cuáles son las magnitudes derivadas y daremos un repaso a las magnitudes fundamentales que te ayudará a diferenciar ambas magnitudes.
¿Qué es una magnitud física?
Llamamos magnitud física ,a cualquier propiedad de los cuerpos que se puede medir, de forma directa o indirecta ,se trata de una propiedad medible y por tanto puede expresarse con un valor numérico.
Medir una magnitud es compararla con otra cantidad fija llamada unidad. La medida se expresa con un número y una unidad de medida. Ejemplos de magnitudes : longitud, masa, temperatura, volumen… No son magnitudes: la belleza, la simpatía, la felicidad, el color de pelo…
A continuación puedes ver una introducción al tema de magnitudes y unidades en un video explicativo:
Magnitudes fundamentales y derivadas
Debemos tener en cuenta que existen dos tipos de magnitudes:
- Las magnitudes básicas o fundamentales: son aquellas que se definen por si mismas y son independientes de las demás Por ejemplo: Tiempo
- Las magnitudes derivadas: son las que se obtienen a partir de las fundamentales por medio de operaciones matemáticas. Por ejemplo: velocidad = espacio/ tiempo
Magnitudes fundamentales
Para poder entender las magnitudes derivadas, veamos primero las magnitudes fundamentales, pues en ellas se basan luego las derivadas. Se denomina magnitud fundamental a aquella que se puede medir y que no se define a partir de otra, sino que es independiente.
Las magnitudes fundamentales son, por tanto, independientes unas de otras, por ejemplo cuando vemos la longitud de un determinado objeto lo podemos definir solo con unidades de longitud como los centímetros, metros, kilómetros, etc . No se puede decir lo que mide en horas, minutos, segundos…
En la actualidad se emplea el Sistema Internacional de Unidades (SI) como sistema métrico, ya que tiene la ventaja de que todas sus unidades están basadas en fenómenos físicos, a excepción de la masa , que se define en base a un patrón de platino iridiado.
Las magnitudes fundamentales son siete unidades básicas elegidas por convención y que permiten expresar cualquier magnitud física.
TABLA I . Unidades fundamentales en el SI
| Magnitud básica o fundamental | Unidad S.I | Símbolo |
| Longitud L | metro | m |
| Masa m | kilogramo | kg |
| Tiempo t | segundo | s |
| Temperatura T | kelvin | K |
| Intensidad de corriente I | amperio | A |
| Intensidad luminosa Il | candela | cd |
| Cantidad de sustancia n | mol | mol |
En el siguiente video tienes una explicación sobre las magnitudes fundamentales, te invito a que lo veas:
Magnitudes derivadas
Las magnitudes derivadas son aquellas que se obtienen mediante una proporción o relación ( o ambos casos) entre dos magnitudes fundamentales o básicas . Algunas de estas magnitudes tienen nombre propio como por ejemplo el Newton que es la unidad de fuerza, sin embargo otras muchas se indican simplemente con las unidades de las magnitudes fundamentales.
Un aspecto muy importante a tener en cuenta es que las magnitudes derivadas no deben confundirse con múltiplos y submúltiplos.
Hay muchas unidades derivadas, vemos a continuación algunas de las más importantes y sus unidades en el Sistema Internacional de Unidades en la siguiente tabla:
TABLA II . Unidades derivadas en el SI
| Magnitud básica o fundamental | Unidad S.I | Símbolo |
| Fuerza | Newton | N |
| Energía | Julio | J |
| Potencia | watio | w |
| Presión | Pascal | Pa |
| Superficie | metro cuadrado | m2 |
| Volumen | metro cúbico | m3 |
| Velocidad | metro/segundo | m/s |
| Aceleración | m/segundo cuadrado | m/s2 |
| Densidad | Kg/metro cúbico | Kg/m3 |
| Carga electríca | Culombio | C |
| Capacidad eléctrica | Faradio | F |
| Resistencia eléctrica | Ohmio | |
| Frecuencia | Hertzio | Hz |
| Periodo | Segundo | s |
| Tensión | Voltio | V |
Video explicativo de las magnitudes derivadas
A continuación puedes ver un video explicativo sobre las magnitudes derivadas ¡No te lo pierdas! : Ver video Magnitudes derivadas
Definimos algunas magnitudes derivadas
- Fuerza (N): indica el intercambio del momento lineal entre dos sistemas y su unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el Newton.
- Energía (J): mide la capacidad de un sistema para generar trabajo. Su unidad en el S.I. es el Julio o Joule.
- Potencia (W): señala la relación entre la capacidad de un sistema para producir trabajo y el tiempo en realizarlo. La unidad de medida es el vatio o watt (W) , nombre en honor al científico James Watt
- Presión (Pa): indica la fuerza que genera un cuerpo según su superficie. Su unidad en el sistema internacional es el Pascal. También suelen utilizarse otras unidades como atmósfera (atm) o milímetros de mercurio (mm Hg)
- Superficie(m2): indica la extensión de un cuerpo en dos dimensiones, ancho y largo. La unidad en el Sistema internacional es el metro cuadrado en el S.I.
- Volumen (m3): se define como el espacio ocupado por un cuerpo, en las tres dimensiones del espacio y su unidad es el metro cúbico en el S.I.
- Velocidad (m/s): establece la relación entre la distancia recorrida por un cuerpo y el tiempo empleado en realizarlo.
- Aceleración (m/s2 ): se trata de la variación de la velocidad (crecimiento o decrecimiento) en un tiempo derterminado.
- Densidad (Kg/m3): es la relación entre la masa de un cuerpo y su volumen. Se expresa en las unidades de masa, partido entre unidades de volumen.
- Tensión eléctrica( V): indica la relación entre la potencia de un sistema y la intensidad de corriente eléctrica necesaria para su funcionamiento. Su unidad es el voltio (V) en honor al científico AlessandroVolta