Longitud
La longitud es la magnitud física fundamental que mide la distancia o extensión en una dimensión, con el metro como unidad del SI.
La longitud es la magnitud física que mide la distancia entre dos puntos o la extensión de un objeto en una dimensión. Es una de las siete magnitudes fundamentales del Sistema Internacional de Unidades, su unidad es el metro (m) y de ella derivan otras como el área, el volumen o la velocidad.
¿Qué es la longitud?
La longitud expresa cuánto se extiende algo en el espacio a lo largo de una línea: el largo de una mesa, la altura de una persona, el recorrido de una carretera o el diámetro de un átomo. Al ser una magnitud física, se expresa con un número y una unidad, y su ecuación dimensional se simboliza con L.
No debe confundirse con la longitud geográfica, que es la coordenada angular medida en grados respecto al meridiano de Greenwich (véase latitud), ni con la longitud de onda, que es la distancia entre dos crestas consecutivas de una onda. Tampoco es lo mismo que la distancia en sentido estricto: esta es la separación entre dos puntos, mientras que la longitud de una curva o de una trayectoria puede ser mayor que dicha separación.
El metro: definición e historia
La definición del metro ha cambiado a medida que mejoraba la precisión de las mediciones:
- 1791: la Academia de Ciencias francesa lo definió como la diezmillonésima parte de un cuarto de meridiano terrestre.
- 1889: se adoptó una barra patrón de platino e iridio custodiada en Sèvres, cerca de París.
- 1960: se pasó a definirlo mediante la longitud de onda de una radiación del criptón-86.
- 1983: la definición actual lo basa en la velocidad de la luz.
Con esta definición, la velocidad de la luz vale exactamente 299 792 458 m/s, y la longitud queda ligada al tiempo, medido con relojes atómicos.
Unidades de longitud
| Unidad | Equivalencia | Uso habitual |
|---|---|---|
| Kilómetro (km) | 1 000 m | Carreteras, viajes |
| Metro (m) | unidad SI | Uso general |
| Centímetro (cm) | 10⁻² m | Objetos cotidianos |
| Milímetro (mm) | 10⁻³ m | Mecánica, dibujo técnico |
| Micrómetro (µm) | 10⁻⁶ m | Células, bacterias |
| Nanómetro (nm) | 10⁻⁹ m | Longitudes de onda de la luz, nanotecnología |
| Ángstrom (Å) | 10⁻¹⁰ m | Tamaño de átomos |
| Unidad astronómica (ua) | 1,496 × 10¹¹ m | Distancias en el Sistema Solar |
| Año luz | 9,461 × 10¹⁵ m | Distancias entre estrellas |
| Pársec (pc) | 3,086 × 10¹⁶ m | Astronomía |
En los países anglosajones se usan aún unidades del sistema imperial, todas definidas hoy a partir del metro: 1 pulgada = 2,54 cm, 1 pie = 0,3048 m, 1 yarda = 0,9144 m y 1 milla = 1 609,344 m. En navegación, la milla náutica equivale a 1 852 m.
Escalas de longitud
La naturaleza abarca más de 40 órdenes de magnitud. Un protón mide alrededor de 10⁻¹⁵ m, un átomo unos 10⁻¹⁰ m, una célula decenas de micrómetros, una persona cerca de 1,7 m, la Tierra tiene un diámetro de unos 12 742 km y el universo observable ronda los 9 × 10²⁶ m. La menor longitud con sentido físico en las teorías actuales es la longitud de Planck, de unos 1,6 × 10⁻³⁵ m.
Cómo se mide
- Reglas y cintas métricas: hasta el milímetro.
- Calibre o pie de rey: hasta décimas de milímetro.
- Micrómetro (tornillo palmer): hasta centésimas de milímetro.
- Telémetros láser y GPS: para distancias grandes, midiendo el tiempo que tarda la luz o una señal.
- Interferometría láser: para medidas de altísima precisión, hasta fracciones de la longitud de onda de la luz.
Ejercicios resueltos
1. Convierte 5 millas a kilómetros.
5 · 1 609,344 m = 8 046,72 m = 8,05 km.
2. Una pantalla mide 72 pulgadas de diagonal. ¿Cuántos centímetros son?
72 · 2,54 = 182,88 cm.
3. ¿Cuánto tarda la luz en recorrer una unidad astronómica (1,496 × 10¹¹ m)?
t = d / c = 1,496 × 10¹¹ / 2,998 × 10⁸ ≈ 499 s, unos 8 minutos y 19 segundos.
4. Si un átomo mide unos 0,1 nm de diámetro, ¿cuántos caben alineados en 1 mm?
1 mm = 10⁻³ m y 0,1 nm = 10⁻¹⁰ m, así que N = 10⁻³ / 10⁻¹⁰ = 10⁷ átomos (diez millones).
¿Cuál es la unidad de longitud en el Sistema Internacional?
El metro (m), definido desde 1983 a partir de la distancia que recorre la luz en el vacío en 1/299 792 458 de segundo.
¿Es lo mismo longitud que distancia?
No siempre. La distancia es la separación en línea recta entre dos puntos; la longitud puede referirse también al largo de una curva o al tamaño de un objeto.
¿Qué es un año luz?
Es una unidad de longitud, no de tiempo: la distancia que recorre la luz en el vacío durante un año, unos 9,461 billones de kilómetros.
¿Qué es la longitud de onda?
Es la distancia entre dos puntos equivalentes consecutivos de una onda, por ejemplo, dos crestas. Se mide en metros y se relaciona con la frecuencia mediante v = λ·f.
Referencias
- Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM). El Sistema Internacional de Unidades (SI), 9.ª edición.
- Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
- Serway, R. A. y Jewett, J. W. Física para ciencias e ingeniería. Cengage Learning.
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Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2024). «Longitud». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/longitud/
