Magnitud
Una magnitud es una propiedad medible de un cuerpo o fenómeno, expresada como un valor numérico acompañado de una unidad.
Una magnitud es cualquier propiedad de un cuerpo, fenómeno o sistema que puede medirse, es decir, a la que se le puede asignar un valor numérico mediante una comparación con un patrón. La longitud de una mesa, la masa de una manzana, el tiempo de una carrera o la temperatura del aire son magnitudes físicas; la belleza o la simpatía, en cambio, no lo son porque no existe un patrón objetivo para medirlas.
¿Qué es una magnitud física?
La palabra procede del latín magnitudo, «grandeza». En física se define como un atributo medible de un objeto o de un proceso. Medir consiste en comparar la propiedad con una cantidad de referencia de la misma naturaleza, llamada unidad, y expresar cuántas veces la contiene. Por eso el resultado de una medida tiene siempre dos partes: un número y una unidad, como en 5 m o 20 kg.
Las magnitudes se relacionan entre sí mediante leyes y fórmulas, y el conjunto de unidades acordado internacionalmente forma el Sistema Internacional de Unidades.
Magnitudes fundamentales y derivadas
Las magnitudes fundamentales son las que se eligen como base y se definen de forma independiente. El Sistema Internacional establece siete:
| Magnitud fundamental | Unidad | Símbolo |
|---|---|---|
| Longitud | metro | m |
| Masa | kilogramo | kg |
| Tiempo | segundo | s |
| Intensidad de corriente eléctrica | amperio | A |
| Temperatura termodinámica | kelvin | K |
| Cantidad de sustancia | mol | mol |
| Intensidad luminosa | candela | cd |
Las magnitudes derivadas se obtienen combinando las fundamentales mediante operaciones matemáticas. Por ejemplo, la velocidad es longitud entre tiempo (m/s), la fuerza es masa por aceleración (kg·m/s² = newton), y la presión es fuerza entre superficie (pascal).
Desde 2019 las siete unidades base se definen a partir de constantes fundamentales de la naturaleza, como la velocidad de la luz en el vacío o la constante de Planck, en lugar de objetos físicos; el kilogramo, por ejemplo, ya no depende de un cilindro de platino e iridio guardado en París.
Magnitudes escalares, vectoriales y tensoriales
- Escalares: quedan definidas con un número y una unidad. Ejemplos: masa, temperatura, tiempo, volumen, energía y rapidez.
- Vectoriales: además requieren dirección y sentido. Ejemplos: desplazamiento, velocidad, aceleración, fuerza y campo eléctrico.
- Tensoriales: necesitan varias componentes y describen propiedades que dependen de direcciones, como la tensión mecánica en un sólido o el momento de inercia.
Es importante distinguir entre rapidez (escalar, solo el valor) y velocidad (vectorial, con dirección y sentido), o entre distancia recorrida y desplazamiento.
Magnitudes extensivas e intensivas
Otra clasificación se basa en si el valor depende o no de la cantidad de materia. Las magnitudes extensivas (masa, volumen, energía) se suman al unir sistemas; las intensivas (temperatura, densidad, presión) no. Se estudian en detalle en las propiedades intensivas y extensivas de la materia.
Ecuación dimensional
La ecuación dimensional expresa una magnitud derivada en función de las fundamentales, usando los símbolos L (longitud), M (masa) y T (tiempo). Sirve para comprobar que una fórmula es coherente: ambos miembros de una igualdad deben tener las mismas dimensiones.
Medida, error e instrumentos
Toda medida tiene una incertidumbre: ningún instrumento es perfecto. Se mide la longitud con una regla o un calibre, la masa con una balanza, el tiempo con un cronómetro y la temperatura con un termómetro. El resultado se expresa con las cifras significativas adecuadas y su error, por ejemplo 12,3 ± 0,1 cm.
Ejercicios resueltos
1. Clasifica como escalar o vectorial: temperatura, desplazamiento, fuerza, tiempo, velocidad.
Escalares: temperatura y tiempo. Vectoriales: desplazamiento, fuerza y velocidad.
2. Expresa 72 km/h en unidades del Sistema Internacional.
72 km/h = 72 000 m / 3600 s = 20 m/s.
3. Halla la ecuación dimensional de la presión, p = F/S.
[F] = M·L·T⁻² y [S] = L². Entonces [p] = M·L·T⁻² / L² = M·L⁻¹·T⁻², cuya unidad es el pascal (kg/(m·s²)).
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre magnitud y unidad?
La magnitud es la propiedad que se mide (longitud, masa); la unidad es la cantidad de referencia con la que se compara (metro, kilogramo). Una magnitud puede expresarse en muchas unidades distintas.
¿Cuántas magnitudes fundamentales hay en el Sistema Internacional?
Siete: longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente eléctrica, temperatura termodinámica, cantidad de sustancia e intensidad luminosa.
¿Qué diferencia hay entre magnitud escalar y vectorial?
La escalar se define solo con un valor y su unidad. La vectorial exige además dirección y sentido, como la fuerza o la velocidad.
¿Es el peso una magnitud fundamental?
No. El peso es una fuerza, es decir, una magnitud derivada (P = m·g), y se mide en newtons. La magnitud fundamental es la masa.
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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Equipo de Conceptualia. (2025). «Magnitud». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/magnitud/
