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Magnitudes fundamentales para el estudio de la mecánica:
Tipos de magnitudes físicas
Las magnitudes físicas se pueden clasificar de acuerdo a varios criterios:
·Según su forma matemática, las magnitudes se clasifican en escalares, vectoriales o tensoriales.
·Según su actividad, se clasifican en magnitudes extensivas e intensivas.
Escalares, vectores y tensores
Las magnitudes físicas se clasifican en tres tipos:
·Magnitudes escalares: Son aquéllas que quedan completamente definidas por un número y las unidades utilizadas para su medida. Esto es, las magnitudes escalares están representadas por el ente matemático más simple, por un número. Podemos decir que poseen un módulo, pero que carecen de direción y sentido. Su valor puede ser independiente del observador <http://es.wikipedia.org/wiki/Observador> (v.g.: la masa, la temperatura, la densidad, etc.) o depender de la posición o estado de movimiento del observador (v.g.: la energía cinética)
·Magnitudes vectoriales: Son las magnitudes que quedan caracterizadas por una cantidad (intensidad o módulo <http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo>), una dirección y un sentido. En un espacio euclidiano, de no más de tres dimensiones, un vector se representa mediante un segmento orientado. Ejemplos de estas magnitudes son: la velocidad, la aceleración <http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n>, la fuerza <http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza>, el campo eléctrico <http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctrico>, etc.
·Magnitudes tensoriales (propiamente dichas): Son las que caracterizan propiedades o comportamientos físicos modificables mediante un conjunto de números que cambian tensorialmente <http://es.wikipedia.org/wiki/Tensor> al elegir otro sistema de coordenadas asociado a un observador con diferente estado de movimiento o de orientación.
Magnitudes extensivas e intensivas
Una magnitud extensiva <http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_extensiva> es una magnitud que depende de la cantidad de sustancia que tiene el cuerpo o sistema. Las magnitudes extensivas son aditivas. Si consideramos un sistema físico formado por dos partes o subsistemas, el valor total de una magnitud extensiva resulta ser la suma de sus valores en cada una de las dos partes. Ejemplos: la masa y el volumen de un cuerpo o sistema, la energía de un sistema termodinámico, etc.
Una magnitud intensiva <http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_intensiva> es aquélla cuyo valor no depende de la cantidad de materia del sistema. Las magnitudes intensivas tiene el mismo valor para un sistema que para cada una de sus partes consideradas como subsistemas. Ejemplos: la densidad, la temperatura y la presión de un sistema termodinámico en equilibrio.
En general, el cociente entre dos magnitudes extensivas da como resultado una magnitud intensiva. Ejemplo: masa dividida por volumen representa densidad.

Sistema Internacional de Unidades
El Sistema Internacional de Unidades se basa en dos tipos de magnitudes físicas, las siete que toma como fundamentales (longitud <http://es.wikipedia.org/wiki/Longitud>, tiempo <http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempo>, masa <http://es.wikipedia.org/wiki/Masa>, intensidad de corriente eléctrica <http://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctrica>, temperatura <http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura>, cantidad de sustancia <http://es.wikipedia.org/wiki/Cantidad_de_sustancia> e intensidad luminosa <http://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_luminosa>) y las derivadas, que son las restantes y que pueden ser expresadas con una combinación matemática de las anteriores.
Unidades básicas o fundamentales del SI
Las magnitudes básicas no derivadas del SI son las siguientes:
·Longitud: metro <http://es.wikipedia.org/wiki/Metro> (m). El metro es la distancia recorrida por la luz en el vacío en 1/299 792 458 segundos. Este patrón fue establecido en el año 1983.
·Tiempo: segundo <http://es.wikipedia.org/wiki/Segundo_(unidad_de_tiempo)> (s). El segundo es la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del cesio <http://es.wikipedia.org/wiki/Cesio>-133. Este patrón fue establecido en el año 1967.
·Masa: kilogramo <http://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramo> (kg). El kilogramo es la masa de un cilindro de aleación de Platino-Iridio depositado en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas <http://es.wikipedia.org/wiki/Oficina_Internacional_de_Pesas_y_Medidas>. Este patrón fue establecido en el año 1887.
·Intensidad de corriente eléctrica: amperio <http://es.wikipedia.org/wiki/Amperio> (A). El amperio o ampere es la intensidad de una corriente constante que, manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro, en el vacío, produciría una fuerza igual a 2×10-7 newton por metro de longitud.
·Temperatura: kelvin <http://es.wikipedia.org/wiki/Kelvin> (K). El kelvin es la fracción 1/273,16 de la temperatura del punto triple del agua.
·Cantidad de sustancia: mol <http://es.wikipedia.org/wiki/Mol> (mol). El mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 12 gramos de carbono <http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono>-12.
·Intensidad luminosa: candela <http://es.wikipedia.org/wiki/Candela> (cd). La candela es la unidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540×1012 Hz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 vatios <http://es.wikipedia.org/wiki/Vatio> por estereorradián <http://es.wikipedia.org/wiki/Estereorradi%C3%A1n>.
Magnitudes físicas derivadas
Una vez definidas las magnitudes que se consideran básicas, las demás resultan derivadas y se pueden expresar como combinación de las primeras.
Las unidades derivadas se usan para las siguientes magnitudes: superficie <http://es.wikipedia.org/wiki/Superficie_(f%C3%ADsica)>, volumen <http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)>, velocidad <http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad>, aceleración <http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n>, densidad <http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad>, frecuencia <http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_(f%C3%ADsica)>, periodo <http://es.wikipedia.org/wiki/Periodo_(f%C3%ADsica)>, fuerza <http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza>, presión <http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n>, trabajo <http://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)>, calor <http://es.wikipedia.org/wiki/Calor>, energía <http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa>, potencia <http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia>, carga eléctrica <http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica>, diferencia de potencial <http://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencial>, potencial eléctrico, resistencia eléctrica, etcétera.
Algunas de las unidades usadas para esas magnitudes derivadas son:
·Fuerza: newton <http://es.wikipedia.org/wiki/Newton> (N) que es igual a kg <http://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramo>·<http://es.wikipedia.org/wiki/Metro>/<http://es.wikipedia.org/wiki/Segundo>2
·Energía: julio <http://es.wikipedia.org/wiki/Joule> (J) que es igual a kg <http://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramo>·<http://es.wikipedia.org/wiki/Metro>2/<http://es.wikipedia.org/wiki/Segundo>2
La medición:
Es la determinación de la proporción entre la dimensión <http://es.wikipedia.org/wiki/Dimensi%C3%B3n> o suceso <http://es.wikipedia.org/wiki/Suceso> de un objeto y una determinada unidad de medida <http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_medida>
La Medida:
Es el resultado de medir, es decir, de comparar la cantidad de magnitud que queremos medir con la unidad de esa magnitud.
Precisión:
Se refiere a la dispersión del conjunto de valores obtenidos de mediciones repetidas de una magnitud. Cuanto menor es la dispersión mayor la precisión. Una medida común de la variabilidad es la desviación estándar de las mediciones y la precisión se puede estimar como una función de ella.
Exactitud
se refiere a que tan cerca del valor real se encuentra el valor medido. En términos estadísticos, la exactitud está relacionada con el sesgo de una estimación. Cuanto menor es el sesgo más exacta es una estimación.
Incertidumbre
Medir consiste en comparar una magnitud con otra que utilizamos como patrón (unidad). Este proceso lleva siempre implícito una indeterminación, es decir siempre que medimos, por razones muy diversas y, en general, difíciles de evitar, corremos el riesgo de no acertar con el valor exacto de la magnitud que queremos conocer.
DESVIACIÓN ESTÁNDAR
Para estimar el error cometido en una serie de medidas se puede realizar una media de sus desviaciones. Como éstas se producen al azar para que no se compensen unas con otras lo mejor es promediar sus cuadrados.
Media aritmética:
Es un conjunto finito de números, es igual a la suma de todos sus valores dividida entre el número de sumandos. Cuando el conjunto es una muestra aleatoria <http://es.wikipedia.org/wiki/Muestra_aleatoria> recibe el nombre de media muestral siendo uno de los principales estadísticos muestrales <http://es.wikipedia.org/wiki/Estad%C3%ADstico>.
Expresada de forma más intuitiva, podemos decir que la media (aritmética) es la cantidad total de la variable distribuida a partes iguales entre cada observación.
Varianza:
La varianza (que es el cuadrado de la desviación estándar: ó2) se define así:
Es la media de las diferencias con la media elevadas al cuadrado.
En otras palabras, sigue estos pasos:
1. Calcula la media <http://www.disfrutalasmatematicas.com/datos/media.html> (el promedio de los números)
2. Ahora, por cada número resta la media y eleva el resultado al cuadrado (la diferencia elevada al cuadrado).
3. Ahora calcula la media de esas diferencias al cuadrado.
Desviación estándar
La desviación estándar (ó) mide cuánto se separan los datos.
La fórmula es fácil: es la raíz cuadrada de la varianza. Así que, "¿qué es la varianza?"
Desviación estándar
La desviación estándar (ó) mide cuánto se separan los datos.
La fórmula es fácil: es la raíz cuadrada de la varianza. Así que, "¿qué es la varianza?"
TORNILLO MICROMETRICO O PALMER
Es un instrumento de medición longitudinal capaz de valorar dimensiones de milésimas de milímetro, en una sola operación.
El tornillo micrométrico se usa para longitudes menores a las que puede medir el calibrador o vernier. El tornillo micrométrico consta de una escala fija y una móvil que se desplaza por rotación. La distancia que avanza el tornillo al dar una vuelta completa se denomina paso de rosca.
La precisión del tornillo esta dada por:
P = paso de rosca / No. de divisiones de la escala móvil
La apreciación: de alturas y distancias consiste en calcular aproximadamente la longitud de un camino a recorrer, un árbol a trepar, o bien un río atravesar, ya que el conocimiento de estas medidas nos permitirá administrar nuestras capacidades y vivir en plena aventura.
Vernier:
Es una segunda escala auxiliar que tienen algunos instrumentos de medición <http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumentos_de_medici%C3%B3n>, que permite apreciar una medición <http://es.wikipedia.org/wiki/Medici%C3%B3n> con mayor precisión al complementar las divisiones de la regla o escala principal del instrumento de medida.


Escalímetro:
Es una regla <http://es.wikipedia.org/wiki/Regla_(instrumento)> especial cuya sección transversal tiene forma prismática <http://es.wikipedia.org/wiki/Prisma_(Geometr%C3%ADa)> con el objeto de contener diferentes escalas <http://es.wikipedia.org/wiki/Factores_de_escala> en la misma regla. Se emplea frecuentemente para medir en dibujos que contienen diversas escalas <http://es.wikipedia.org/wiki/Escala_(cartograf%C3%ADa)>. En su borde contiene un rango con escalas calibradas y basta con girar sobre su eje longitudinal para ver la escala apropiada. Se puede utilizar para medir escalas indefinidas por el exacto cuerpo.