FÍSICA · MAGNITUDES Y UNIDADES
Una mesa de 1,2 m, un paquete de 2 kg y una duración de 48 s son medidas de longitud, masa y tiempo. Aquí tienes 26 ejemplos explicados para reconocer qué mide cada unidad, cómo escribirla y cuándo usarla.
En «la mesa mide 1,2 m de largo», la magnitud es la longitud, el valor numérico es 1,2 y la unidad es el metro, cuyo símbolo es m. Una unidad sirve de referencia para expresar valores de magnitudes de la misma naturaleza.
La misma magnitud admite distintas unidades: puedes expresar una longitud en metros o en pulgadas. Eso no permite mezclar sus valores numéricos sin convertirlos.
El Sistema Internacional de Unidades (SI) distingue siete unidades básicas y unidades derivadas. Esta clasificación no depende de que el símbolo tenga una o varias letras.
| Magnitud | Unidad básica | Símbolo |
|---|---|---|
| Longitud | metro | m |
| Masa | kilogramo | kg |
| Tiempo | segundo | s |
| Corriente eléctrica | amperio | A |
| Temperatura termodinámica | kelvin | K |
| Cantidad de sustancia | mol | mol |
| Intensidad luminosa | candela | cd |
Los prefijos cambian la escala de una unidad: km es un múltiplo de m. El voltio tiene nombre propio, pero es derivado. El amperio es básico, aunque pueda relacionarse con culombios por segundo.
EJEMPLO 01 · Básica SI
Una mesa mide 1,2 metros de largo. La magnitud es la longitud; la unidad elegida es el metro.
Longitud = 1,2 m
El número 1,2 indica cuántas veces está contenida la unidad. Cambiar a centímetros modifica el número, no la longitud de la mesa.
EJEMPLO 02 · Básica SI
Un paquete tiene una masa de 2 kilogramos.
Masa = 2 kg
Se escribe kg, con ambas letras minúsculas. La masa no es lo mismo que el peso: el peso es una fuerza y en el SI se expresa en newtons.
EJEMPLO 03 · Básica SI
Un cronómetro registra 48 segundos para una vuelta.
Tiempo transcurrido = 48 s
El segundo es la unidad básica de tiempo. El símbolo s no lleva plural: 48 s, no 48 ss.
EJEMPLO 04 · Básica SI
Un amperímetro indica una corriente de 0,5 amperios.
Corriente = 0,5 A
El amperio es una unidad básica del SI. Que la corriente pueda expresarse como carga por tiempo no lo convierte en derivado: la carga y el culombio se definen en relación con A y s.
EJEMPLO 05 · Básica SI
En un problema, un gas se encuentra a 300 kelvin.
Temperatura = 300 K
Kelvin se escribe sin «grado» y sin °. La temperatura de 300 K corresponde a 26,85 °C; no a 300 °C.
EJEMPLO 06 · Básica SI
Una muestra contiene 1 mol de moléculas de agua.
Cantidad de sustancia = 1 mol
Ese mol contiene exactamente 6,02214076 × 10²³ moléculas. Siempre hay que indicar las entidades: átomos, moléculas, iones u otras partículas. El mol no es una unidad de masa.
EJEMPLO 07 · Básica SI
Una fuente tiene una intensidad luminosa de 20 candelas en una dirección especificada.
Intensidad luminosa = 20 cd
La candela describe la emisión luminosa en una dirección. No equivale a la potencia eléctrica de la lámpara ni a su flujo luminoso total, que se expresa en lúmenes.
Estas unidades se forman relacionando unidades básicas. Algunas tienen nombres especiales, como newton o pascal. Los datos de los ejemplos son ilustrativos; las condiciones de cada cálculo se indican en el texto.
EJEMPLO 08 · Derivada SI
Un piso rectangular mide 4 m de largo y 3 m de ancho.
Área = 4 m × 3 m = 12 m²
Al multiplicar dos longitudes, se multiplican también las unidades: m × m = m². No basta escribir 12 m, porque eso expresaría longitud.
EJEMPLO 09 · Derivada SI
Una caja rectangular tiene dimensiones interiores de 2 m, 1 m y 0,5 m.
Volumen = 2 m × 1 m × 0,5 m = 1 m³
El metro cúbico representa volumen. Se forma multiplicando tres longitudes, por eso aparece el exponente 3.
EJEMPLO 10 · Derivada SI
Una persona recorre 100 m en 20 s.
Rapidez media = 100 m / 20 s = 5 m/s
La unidad relaciona longitud y tiempo. Para hablar de velocidad también necesitas considerar el desplazamiento y su dirección.
EJEMPLO 11 · Derivada SI
Un carrito pasa de 0 a 6 m/s en 3 s, en una misma dirección.
Aceleración media = (6 − 0) m/s / 3 s = 2 m/s²
El exponente afecta al segundo. La aceleración expresa cuánto cambia la velocidad por unidad de tiempo; m/s y m/s² describen magnitudes diferentes.
EJEMPLO 12 · Derivada SI
Un cuerpo de masa 3 kg tiene una aceleración de 2 m/s².
Fuerza resultante = 3 kg × 2 m/s² = 6 N
Se aplica la segunda ley de Newton a masa constante en un marco inercial. La masa es la del cuerpo acelerado. La equivalencia es 1 N = 1 kg·m/s².
EJEMPLO 13 · Derivada SI
Una fuerza constante de 5 N actúa a favor de un desplazamiento recto de 2 m.
Trabajo = 5 N × 2 m = 10 J
El julio, también llamado joule, es unidad de energía y trabajo: 1 J = 1 N·m. Si la fuerza forma un ángulo con el desplazamiento, no basta multiplicar las magnitudes sin considerar su dirección.
EJEMPLO 14 · Derivada SI
Una fuerza normal de 100 N se distribuye uniformemente sobre 2 m².
Presión = 100 N / 2 m² = 50 Pa
Un pascal equivale a un newton por metro cuadrado. Se distingue la presión, Pa, de la fuerza total, N.
EJEMPLO 15 · Derivada SI
Una muestra de masa 4 kg ocupa 0,002 m³.
Densidad = 4 kg / 0,002 m³ = 2000 kg/m³
La densidad relaciona masa y volumen. No significa que la muestra tenga 2000 kg: su masa sigue siendo 4 kg.
EJEMPLO 16 · Derivada SI
La misma muestra ocupa 0,002 m³ y tiene una masa de 4 kg.
Volumen específico = 0,002 m³ / 4 kg = 0,0005 m³/kg
Es el volumen por unidad de masa; resulta el inverso de la densidad para esos mismos datos. Invertir la fracción cambia la magnitud y la unidad.
EJEMPLO 17 · Derivada SI
Por una tubería pasan 0,6 m³ de agua en 30 s.
Caudal medio = 0,6 m³ / 30 s = 0,02 m³/s
También se llama gasto volumétrico. Describe volumen por tiempo; no es una velocidad en m/s. Para relacionarlos hace falta conocer la sección del conducto.
EJEMPLO 18 · Derivada SI
Una cinta transporta 12 kg de material en 4 s.
Caudal másico medio = 12 kg / 4 s = 3 kg/s
Aquí se cuenta masa por tiempo, no volumen por tiempo. Para pasar de caudal volumétrico a másico necesitas la densidad correspondiente.
EJEMPLO 19 · Derivada SI
Una corriente constante de 2 A circula durante 3 s.
Carga = 2 A × 3 s = 6 C
El culombio es una unidad derivada: 1 C = 1 A·s. Su símbolo no es °C, que corresponde a una temperatura Celsius.
EJEMPLO 20 · Derivada SI
Entre dos puntos, una diferencia de potencial corresponde a 12 J de energía por cada 2 C de carga.
Diferencia de potencial = 12 J / 2 C = 6 V
Un voltio equivale a un julio por culombio. Tener un nombre propio y un símbolo de una letra no hace que una unidad sea básica.
EJEMPLO 21 · Derivada SI
En un resistor óhmico hay 12 V entre sus extremos y circulan 2 A.
Resistencia = 12 V / 2 A = 6 Ω
El ohmio es derivado: 1 Ω = 1 V/A. La relación usada corresponde al resistor en las condiciones del ejemplo; no todos los componentes tienen resistencia constante.
EJEMPLO 22 · Múltiplos y submúltiplos SI
El grosor de una lámina se expresa como 2 mm; el ancho de un libro, como 20 cm; una ruta, como 3 km.
2 mm = 0,002 m; 20 cm = 0,2 m; 3 km = 3000 m
Los prefijos adaptan la escala. También existe el decímetro: 1 dm = 0,1 m. Son múltiplos o submúltiplos del metro, no nuevas unidades básicas del SI.
EJEMPLO 23 · Múltiplos y submúltiplos SI
Una porción tiene una masa de 250 g; una pequeña muestra, de 8 mg.
250 g = 0,25 kg; 8 mg = 0,008 g
La unidad básica es el kilogramo, aunque su nombre incluya un prefijo. Los múltiplos y submúltiplos de masa se forman a partir de gramo: mg, no un doble prefijo sobre kg.
EJEMPLO 24 · Fuera del SI, aceptadas con él
Una actividad dura 15 min y otra dura 2 h.
15 min = 900 s; 2 h = 7200 s
Minuto y hora no son unidades SI, pero están aceptados para usarse con él. Los símbolos son min y h; no hr.
EJEMPLO 25 · Derivada SI
Un termómetro indica 25 grados Celsius.
Temperatura = 25 °C = 298,15 K
El grado Celsius es una unidad derivada del SI. Un intervalo de 1 °C tiene el mismo tamaño que uno de 1 K, pero las escalas tienen distinto origen. El símbolo °C se mantiene unido.
EJEMPLO 26 · Fuera del SI, aceptada con él
Una botella contiene 1,5 litros.
Volumen = 1,5 L = 1,5 dm³ = 0,0015 m³
El litro es una unidad de volumen fuera del SI, aceptada para usarse con él. Puede escribirse L o l; aquí usamos L para distinguirlo con facilidad del número 1.
No existe un único «sistema inglés» que pueda identificarse solo por el idioma o el país. Conviven unidades estadounidenses, imperiales y sistemas técnicos. Además, existen otros sistemas, como el centímetro-gramo-segundo (CGS).
Estas lecturas permiten reconocer unidades de documentos y aparatos. Las equivalencias fijadas por definición son exactas; eso no vuelve exacta una medida tomada con un instrumento.
| Magnitud | Unidad | Ejemplo o aclaración |
|---|---|---|
| Longitud | Pulgada (in) | Una pieza de 2 in. 1 in = 2,54 cm. |
| Longitud | Pie (ft) | Una tabla de 3 ft. 1 ft = 0,3048 m. |
| Longitud | Yarda (yd) | Una tela de 2 yd. 1 yd = 0,9144 m. |
| Longitud | Milla terrestre (mi) | Un tramo de 1 mi = 1609,344 m; no es la milla náutica. |
| Masa | Libra avoirdupois (lb) | Un paquete de 2 lb. 1 lb = 0,45359237 kg; lb no significa libra-fuerza. |
| Masa | Onza avoirdupois (oz) | Una masa de 16 oz = 1 lb; distinta de una onza líquida o de la onza troy. |
| Masa | Toneladas corta y larga | 1 short ton = 2000 lb; 1 long ton = 2240 lb. La tonelada métrica es 1 t = 1000 kg. «ton» solo es ambiguo. |
| Volumen | Galón líquido estadounidense | 1 gal (EE. UU., líquido) = 3,785411784 L. |
| Volumen | Galón imperial | 1 gal (imperial) = 4,54609 L. Hay que indicar qué galón se usa. |
| Temperatura | Grado Fahrenheit (°F) | 68 °F corresponde a 20 °C. |
| Temperatura absoluta | Grado Rankine (°R) | 540 °R corresponde a 300 K. Rankine usa cero absoluto y grados del tamaño del Fahrenheit. |
| Área | Pie cuadrado (ft²) | Una superficie de 10 ft². El exponente afecta a la unidad completa. |
| Área | Pulgada cuadrada (in²) | Una sección de 2 in²; no expresa longitud. |
| Volumen | Pie cúbico (ft³) | Una caja con volumen de 4 ft³. |
| Rapidez | Pie por segundo (ft/s) | Un móvil recorre 3 ft en 1 s: rapidez media de 3 ft/s. |
| Aceleración | Pie por segundo cuadrado (ft/s²) | La velocidad aumenta 2 ft/s cada segundo: aceleración de 2 ft/s² en ese tramo recto. |
| Densidad | Libra por pie cúbico (lb/ft³) | Una muestra de 2 lb ocupa 1 ft³: densidad de 2 lb/ft³. |
| Volumen específico | Pie cúbico por libra (ft³/lb) | Una muestra ocupa 1 ft³ y tiene 2 lb de masa: 0,5 ft³/lb. |
| Caudal másico | Libra por segundo (lb/s) | Pasan 5 lb de material en 1 s: caudal medio de 5 lb/s. |
| Caudal volumétrico | Pie cúbico por segundo (ft³/s) | Pasan 2 ft³ de fluido en 1 s: caudal medio de 2 ft³/s. |
| Fuerza | Poundal (pdl) | En el sistema absoluto pie-libra-segundo: 1 pdl = 1 lb·ft/s². |
| Trabajo | Pie-poundal (ft·pdl) | Trabajo de 1 pdl a favor de un desplazamiento de 1 ft: 1 ft·pdl. |
| Presión | Poundal por pie cuadrado (pdl/ft²) | Fuerza normal de 1 pdl repartida uniformemente en 1 ft²: 1 pdl/ft². |
| Fuerza | Libra-fuerza (lbf) | 1 lbf = 4,4482216152605 N. No equivale a 1 pdl ni a 1 lb de masa. |
| Presión | Libra-fuerza por pulgada cuadrada (psi) | Una lectura de 30 psi usa la relación 1 psi = 1 lbf/in²; no pdl/ft². |
Poundal y libra-fuerza no son intercambiables. El poundal pertenece al sistema absoluto pie-libra-segundo. Los productos ft·pdl y cocientes pdl/ft² se conservan aquí para interpretar ese sistema; no se presentan como las únicas unidades anglosajonas de trabajo y presión.
Una unidad no garantiza la calidad de una lectura. La calibración relaciona indicaciones con valores de referencia y sus incertidumbres; la resolución del instrumento y las condiciones de uso también cuentan.
Consultadas el 6 de octubre de 2026. Ejemplos numéricos y explicaciones redactados por Editorial Ejemplode. La guía SP 811 se usa para símbolos y equivalencias estables; la estructura vigente del SI y el mol se contrastan con las páginas actuales del NIST.