7. Magnitudes físicas y unidades del Sistema Internacional

7.1 Un número solo no basta

El número 5 puede significar cinco metros, cinco segundos o cinco kilogramos. Sin una unidad no sabemos qué fue medido ni qué operaciones resultan válidas. En física una medición se expresa mediante un valor numérico y una unidad.

Las tres expresiones usan el mismo número, pero representan magnitudes diferentes. Sumarlas directamente no tiene significado físico.

7.2 Magnitudes físicas

Una magnitud física es una propiedad que puede medirse y compararse con una referencia. La longitud, el tiempo, la masa y la temperatura son magnitudes. Medir consiste en indicar cuántas veces una unidad de referencia está contenida en la propiedad observada.

Una magnitud no es el objeto ni la unidad. «Longitud» es la magnitud; «metro» es una unidad; «2,4 m» es una medición de longitud.

7.3 El Sistema Internacional

El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI, establece convenciones para comunicar mediciones de forma consistente. En este curso usaremos principalmente sus unidades de base y algunas unidades derivadas.

La temperatura expresada en grados Celsius es muy frecuente en la vida diaria, pero el kelvin es la unidad de base del SI. En cada problema debemos indicar la escala empleada.

7.4 Unidades derivadas

Muchas magnitudes se describen combinando unidades de base. La velocidad es longitud dividida por tiempo; por eso su unidad puede escribirse metros por segundo.

Estas relaciones se llaman dimensiones. Indican qué tipo de magnitudes intervienen, independientemente de los números elegidos. Más adelante veremos unidades con nombres propios, como el newton, que también se expresan mediante unidades de base.

7.5 Símbolos y escritura

Los símbolos de unidad no son abreviaturas comunes: no se pluralizan y se escriben después del número, separados por un espacio. Escribimos 12 m, no «12 mts.»; 3 kg, no «3 kgs».

• m representa metro; M no representa metro.
• s representa segundo; no usamos «seg» como símbolo SI.
• kg representa kilogramo; la k es minúscula.
• Para productos podemos escribir N·m o N m; para cocientes, m/s.

En nombres de variables resulta útil reflejar la unidad: distanciaM, tiempoS y velocidadMps.

7.6 Análisis de unidades

El análisis de unidades permite comprobar si una fórmula puede producir el tipo de resultado esperado. No demuestra que la fórmula sea correcta, pero puede revelar errores importantes.

Si multiplicamos una velocidad en m/s por un tiempo en s, los segundos se cancelan y queda una longitud en m. Esa es la unidad esperada para un desplazamiento.

En cambio, sumar 3 m + 2 s no tiene interpretación física usual. Las unidades alertan de que las cantidades no son compatibles para esa operación.

7.7 El programa no conoce las unidades por sí solo

JavaScript almacena números, no metros ni segundos. El lenguaje ejecutará 3 + 2 sin saber si estamos mezclando posiciones con tiempos. El programador debe preservar las unidades mediante nombres, documentación, validaciones y conversiones explícitas.

const distanciaM = 120;
const tiempoS = 30;
const velocidadMps = distanciaM / tiempoS;

console.log(velocidadMps, "m/s");

El resultado es 4 m/s. Cada variable deja clara la unidad esperada y el mensaje final informa cómo interpretar el número.

7.8 Laboratorio: combinar unidades y valores

Seleccioná una operación y sus entradas. El laboratorio calcula el resultado solo cuando las unidades son compatibles con la regla. Las entradas están disponibles en unidades SI para concentrarnos en el significado de cada combinación.

• Probá velocidad con 0 m: el resultado es 0 m/s.
• En distancia, cambiá el tiempo y observá cómo se combinan m/s y s para obtener m.
• En área, los dos valores representan longitudes: el resultado se expresa en m².
• El laboratorio no convierte unidades; esa tarea se abordará en el próximo tema.

7.9 Magnitudes escalares y vectoriales

Algunas magnitudes se describen completamente mediante un valor y una unidad: masa, tiempo y temperatura son ejemplos de escalares. Otras requieren además una dirección y un sentido: desplazamiento, velocidad y fuerza son vectoriales.

Por ahora podemos reconocer que «3 m/s» no dice por sí solo hacia dónde se mueve un objeto. El estudio formal de vectores llegará más adelante.

7.10 Precisión, redondeo y unidades

Un instrumento y un cálculo no siempre justifican mostrar todos los decimales que guarda una computadora. Debemos diferenciar el valor usado internamente del formato de presentación.

Por ejemplo, un cálculo puede obtener 3,333333333 m/s y la interfaz mostrar 3,33 m/s. El redondeo no cambia la unidad ni mejora la medición original; solo adapta la forma de comunicarla.

const distanciaM = 10;
const tiempoS = 3;
const velocidadMps = distanciaM / tiempoS;

console.log(velocidadMps.toFixed(2), "m/s");

7.11 Ejercicio propuesto

Un dron recorre 45 m en 9 s. Calculá su velocidad media para ese intervalo e indicá las unidades en cada paso.

1. Identificá las magnitudes de entrada y sus unidades.
2. Escribí el análisis de unidades.
3. Implementá el cálculo en JavaScript.
4. Explicá por qué 45 m + 9 s no es una operación válida para este problema.

const distanciaM = 45;
const tiempoS = 9;
const velocidadMps = distanciaM / tiempoS;

console.log("Velocidad:", velocidadMps, "m/s");

7.12 Ideas para recordar

• Una medición combina un valor y una unidad.
• Una magnitud es la propiedad medida; una unidad es la referencia usada para expresarla.
• El SI ofrece convenciones comunes como m, kg y s.
• Las unidades derivadas se obtienen combinando unidades de base.
• El análisis dimensional comprueba compatibilidad, pero no reemplaza el razonamiento físico.
• JavaScript no controla unidades: debemos expresarlas en el diseño del programa.

En el próximo tema estudiaremos la conversión de unidades, escalas y notación científica.