Tema 23: Las magnitudes y su medida en Educación Primaria

¡Bienvenidos una vez más! Seguimos nuestra andadura en el camino del opositor, pero ya nos queda muy poco para terminar con el temario. Hoy vamos a ver el tema 23, correspondiente a las magnitudes y su medida en Educación Primaria.

La Oficina Internacional de Pesos y Medidas, dependiente del Sistema Internacional, define magnitud como el atributo de un fenómeno, cuerpo o sustancia que puede ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente.

Hay dos tipos de magnitudes: Escalares, medidas por un número + la unidad, y Vectoriales, que están medidas por un vector, que es un segmento orientado con módulo, dirección y sentido.

Existen 7 principales magnitudes que el Sistema Internacional define como las principales, que son las de la tabla de arriba. Sus definiciones son realmente complejas.

A partir de las magnitudes fundamentales del Sistema Internacional, se derivan una gran cantidad de magnitudes que utilizan una o más de las magnitudes fundamentales para poder medirse. Son las magnitudes derivadas, y algunas de ellas las podemos ver en la tabla de arriba.

De las que hemos visto, las más conocidas serían las de la fuerza, el potencial eléctrico o la temperatura, que aparte de medirse en Kelvin, se mide también en grados Celsius o centígrados, o en grados Fahrenheit.

Todas y cada una de las magnitudes tienen múltiplos y submúltiplos, que permiten ordenarlas más fácilmente. Se mantiene el símbolo de la unidad de medida, pero en función de si es un múltiplo o un submúltiplo, se deberá utilizar la unidad seguida de ceros con exponente positivo o negativo. Por todo esto, aparece una clasificación que se deberá tener en cuenta a la hora de escribir las unidades de medida:

A partir de esta tabla podemos deducir que las magnitudes por encima del prefijo tera- se encuentran muy relacionadas con la astronomía y el universo, mientras que las que se encuentran por debajo del prefijo pico- pertenecerían al orden atómico.

Para poder realizar conversiones de unidades a sus respectivos prefijos y sufijos tenemos dos algoritmos: o los factores de conversión, que son algo más complicados de aprender, y la tabla de conversión, que es increíblemente sencilla y que os puedo dejar que veáis aquí.

Las unidades de medida se pueden escribir en forma compleja (con varias unidades a la vez, como por ejemplo 4km 8m), y en forma incompleja (con una sola unidad, por ejemplo 4008m). A la hora de representarlas en forma incompleja, se suele elegir la unidad más pequeña para que quede una cantidad natural.

IMPORTANTE: Una unidad de medida, especialmente el tiempo, NO SE PUEDE ENCONTRAR DE FORMA NEGATIVA. Esto quiere decir que no podemos tener algo que pese -40kg, o la hora de algo sean las -2h.

Antes os he dicho que las magnitudes fundamentales tenían unas definiciones muy complejas... pero ya sabéis que aquí no nos dejamos nada, así que vamos una por una a definirlas (preparaos):

Longitud: Es la distancia entre dos puntos dados. La longitud entre un punto y el mismo es 0, pero la longitud entre dos puntos distintos deberá ser medida a partir de la comparación con una distancia determinada y fija. Esta medida, según el SI es el metro, que se definió como la longitud de la trayectoria recorrida por la luz en un lapso de tiempo de 1/299.792.458 segundos.

Tiempo: Es la magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos sujetos a cambio, permite ordenar los sucesos en secuencias, estableciendo un pasado, un presente y un futuro, y da lugar al principio de causalidad, uno de los axiomas del método científico. Su unidad de medida, el segundo, se define actualmente como la duración de 9.192.631.770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado base del átomo de cesio-133. 

Masa: Se define al fijar el valor numérico de la constante de Planck, h, en 6.626 × 10⁻³⁴, cuando se expresa en la unidad J.s, igual a kg·m²·s⁻¹, según las definiciones del metro y el segundo dadas anteriormente.

Temperatura: Mide el nivel térmico de los cuerpos, es decir su nivel de calor o frío. La unidad de medida es el Kelvin (K), de modo que el 0K es el considerado cero absoluto, ya que, según el científico Lord Kelvin, ningún cuerpo experimenta ningún tipo de enfriamiento por debajo de esa temperatura, y, de la misma manera, sus partículas no pueden alcanzar ninguna clase de movimiento o vibración.

Intensidad de corriente: Es el número de electrones que fluyen por un punto concreto de un circuito eléctrico en un determinado tiempo. La unidad de medida del S.I. es el amperio, que se define como la intensidad de una corriente constante que, mantenida en dos conductores paralelos rectilíneos, de longitud indefinida de sección circular despreciable, colocados a un metro de distancia entre sí en el vacío, produciría entre los conductores una fuerza igual a 2 x 10-7 N/m.

Intensidad luminosa: Se define como la intensidad de la luz en una cierta dirección. La candela, su unidad de medida, es extraída y definida a partir de una fuente lumínica que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 x 1012 Hz y cuya intensidad energética en esa dirección es de 1/683 vatios por estereorradián.

Cantidad de sustancia: Es una magnitud que se utiliza esencialmente en procesos químicos. La unidad de medida se denomina mol, y es entendida como el número de entidades elementales equivalente a los átomos existentes en 12 gramos de carbono-12. Actualmente se sabe que ese número de átomos es N= 6,023 x 10^23, llamado constante de Avogadro.

Después de habernos quedado igual con las definiciones del Sistema Internacional de las principales unidades de medida (la verdad es que son complicadas eh, no lo niego), vamos a otro punto vital a la hora de operar con cualquier unidad de medida, que son las estimaciones y aproximaciones.

Estimar es aproximar sin ayuda de instrumentos, es decir, con pura intuición. Aproximar es dar una cantidad cerca de la exacta con ayuda de instrumentos, fórmulas... Así, encontramos dos formas de representar el error: absoluta (valor real - aproximado), y relativa (que se define con la fórmula Er = (Ea/Valor real) x 100.

La forma más conocida y científica de redondear es a través de la notación científica. Ésta consiste en colocar un número muy grande o muy pequeño con una parte decimal, una parte entera y la unidad seguida de ceros en función de la cantidad de cifras que se desee aproximar. Por ejemplo, la notación científica sería algo parecido a lo que hemos visto en la definición de masa: 6.626 × 10⁻³⁴

El Decreto 81/2022 incluye un sentido exclusivamente para entender todo lo relacionado con las unidades de medida, llamado el Sentido de la Medida. El hecho de trabajar con esto permite al alumnado desarrollar hasta 5 de las 8 competencias clave del currículo: la Competencia en Comunicación Lingüística (CCL), la Competencia Matemática y Competencia en Ciencia, Tecnología e Ingeniería (STEM), la Competencia Digital (CD), la Competencia Personal, Social y de Aprender a Aprender (CPSAA) y la Competencia Emprendedora (CE).

Los recursos didácticos a utilizar en las Unidades Didácticas sobre las unidades de medida son casi ilimitados. Tanto que nos sirven monedas, reglas, relojes... Normalmente la intervención educativa en Educación Primaria no muestra muchas de las unidades de medida descritas anteriormente. De hecho, en Primaria entran las medidas básicas de longitud, masa, capacidad, superficie, volumen, amplitud angular, tiempo y dinero.

¿Qué os parece? Ya solo quedan 2 temas de Matemáticas... ¡Ya estamos terminando! ¡Nos vemos!