Magnitudes de la Física

A lo largo de mi experiencia docente, un día me encontré ante la intrigante pregunta de un estudiante: ¿existe algún principio en la física que sirva como fundamento para todos los demás conceptos? Esta interrogante inspiró una interrupción inesperada en la rutina de la clase, dando inicio a una exploración crucial. Al dejar de lado cuadernos y lápices, emprendimos juntos un viaje conceptual hacia las Magnitudes Fundamentales, los pilares esenciales que sustentan nuestra comprensión de la física.

La física, como disciplina primordial, surge de la fusión entre la física y la matemática, concebida por los antiguos physiologoi para un descubrimiento sistemático y cuantificable de los fenómenos físicos a distintas escalas. Un ejemplo de esto, es comparar y cuantificar la cantidad de fluido que contiene un recipiente, tenemos el volumen, para comparar y cuantificar extensiones de tierra tenemos el área y así como esas tantas otras, como el peso, la energía, potencia, carga eléctrica, campo magnético, velocidad, frecuencia, etc. No obstante, ¿Cuál o cuáles de ellas pasa a ser una Magnitud Fundamental? ¿Podemos imaginar un universo sin alguna de ellas? ¿Cuál o cuáles son causa y cuáles son efectos?

La comprensión de la Física a partir de las magnitudes

En esta amalgama, surgieron magnitudes como la longitud, masa, tiempo, temperatura, corriente eléctrica, cantidad de sustancia e intensidad lumínica, fundamentales para nuestra concepción del universo. Su ausencia, incluso desde el Big Bang, resulta inconcebible, ya que estas siete magnitudes conforman los pilares sobre los cuales se sostiene nuestra comprensión de todo lo conocido en el universo.

En particular, analicemos la magnitud fundamental de la longitud. Al intentar imaginar un universo sin esta propiedad, nos enfrentamos a la imposibilidad, ya que, sin importar la distancia entre dos puntos, siempre existe una longitud entre ellos. Este principio se extiende a cada una de las magnitudes fundamentales, creando un conjunto interconectado que da forma a nuestra comprensión del cosmos.

¿De donde provienen las magnitudes?

Surge entonces la pregunta: ¿de dónde provienen las demás magnitudes conocidas? Las llamadas Magnitudes Derivadas emergen de operaciones matemáticas aplicadas a una o más de las Magnitudes Fundamentales. Por ejemplo, la velocidad surge del cociente entre la longitud y el tiempo, la aceleración resulta de dividir un cambio de velocidad por el tiempo, y así sucesivamente. Este proceso revela una rica interconexión entre las distintas áreas de la física.

El análisis detallado de estas magnitudes derivadas, desentrañando las complejas relaciones intrínsecas entre las magnitudes fundamentales que las componen, proporciona una perspectiva enriquecedora y cautivadora. Al explorar la operatoria matemática detrás de la multiplicación magnitudes como la capacitancia de un condensador con la resistencia eléctrica de un material, observamos la cancelación de magnitudes para dar lugar a la medida pura del tiempo, una Magnitud Fundamental. Este proceso recíproco subraya la interrelación profunda entre magnitudes fundamentales y derivadas.

Este enfoque no solo profundiza nuestra comprensión de las relaciones entre magnitudes, sino que también revela la elegancia matemática y la complejidad intrínseca de la física. Así, la exploración de magnitudes derivadas se convierte en una fascinante aventura analítica, donde cada término y operación contribuyen a la comprensión más profunda de los fenómenos físicos.

Magnitudes escalares y vectoriales

Finalmente, la clasificación de estas magnitudes entre escalares y vectoriales abre la puerta a un análisis más detallado, una rica área de exploración que abordaremos en futuras publicaciones. Este enfoque, además de proporcionar una sólida base conceptual, busca despertar el interés y la curiosidad de los estudiantes, fomentando una apreciación más profunda de la belleza intrínseca de la física.

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