Magnitudes físicas archivos - LaProfematematiK "Dios es Bueno"

Masa, volumen y temperatura en química: conceptos, conversiones de unidades y ejemplos

3 noviembre, 20266 octubre, 2026 por Profesor Yohendy Guzmán

¿Qué tienen en común la masa, el volumen y la temperatura cuando un cubito de hielo flota en tu vaso de limonada? Mucho más de lo que imaginas. La masa indica cuánta materia hay en el cubito, el volumen cuánto espacio ocupa y la temperatura qué tan rápido se mueven sus partículas. Juntas explican por qué el hielo flota, por qué una moneda se hunde y por qué una receta de cocina o un experimento de laboratorio salen bien o mal.

En química todo empieza por medir. Antes de mezclar, calentar o separar sustancias necesitas saber cuánto hay, cuánto espacio ocupa y a qué temperatura se encuentra. En este artículo aprenderás paso a paso, de lo más sencillo a lo más retador, con ejemplos resueltos, simulador interactivo y problemas para comprobar lo que sabes.

Vaso con agua en el que un cubito de hielo flota con un 8 % fuera del agua y una moneda hundida en el fondo — Figura 1. El hielo flota porque su densidad (0,92 g/cm3) es menor que la del agua líquida (1,00 g/cm3).

Al terminar podrás:

Explicar con tus palabras qué son la masa, el volumen y la temperatura.

Usar las unidades del Sistema Internacional y convertir entre ellas.

Elegir el instrumento adecuado para medir cada magnitud.

Calcular la densidad y decidir si un objeto flota o se hunde.

Resolver problemas de nivel principiante, intermedio y avanzado.

Terminología clave para entender las magnitudes de la química

Antes de calcular conviene hablar el mismo idioma. Estos términos aparecerán a lo largo del artículo; vuelve a las tablas cuando alguna palabra no te suene.

Magnitudes básicas

Término	Definición corta	Ejemplo
Magnitud	Propiedad de un cuerpo o de un fenómeno que se puede medir.	La longitud de tu pupitre.
Masa	Medida de la cantidad de materia que contiene un cuerpo.	Un paquete de arroz tiene una masa de 1 kg.
Volumen	Espacio que ocupa un cuerpo.	Una botella grande de refresco contiene 2 L.
Temperatura	Medida de la energía de movimiento media (la agitación) de las partículas de un cuerpo.	El agua del grifo está a 18 °C.
Densidad	Masa que hay en cada unidad de volumen.	El aceite es menos denso que el agua.

Sistema de unidades

Término	Definición corta	Ejemplo
Unidad	Cantidad patrón con la que se compara una magnitud para medirla.	El metro sirve para medir longitudes.
Sistema Internacional (SI)	Conjunto de unidades acordado por la comunidad científica de todo el mundo.	Entre sus unidades base están el kilogramo, el metro, el segundo y el kelvin.
Kilogramo (kg)	Unidad de masa del SI.	Una bolsa de azúcar suele tener una masa de 1 kg.
Metro cúbico (m³)	Unidad de volumen del SI.	Una caja cúbica de 1 m de arista ocupa 1 m³.
Kelvin (K)	Unidad de temperatura del SI; su cero es el cero absoluto.	El agua se congela a 273,15 K.

Instrumentos de laboratorio

Término	Definición corta	Ejemplo
Balanza	Instrumento que mide la masa de un cuerpo.	La balanza de cocina o la balanza analítica del laboratorio.
Probeta	Recipiente graduado para medir volúmenes de líquidos.	Medir 50 mL de agua.
Termómetro	Instrumento que mide la temperatura.	El termómetro digital de la enfermería.
Menisco	Curvatura que forma la superficie de un líquido dentro de un tubo estrecho.	El agua se curva hacia arriba en los bordes de la probeta.

Procesos y cálculos

Término	Definición corta	Ejemplo
Factor de conversión	Fracción igual a 1 que permite cambiar una unidad por otra.	La fracción 1000 g / 1 kg convierte kilogramos en gramos.
Dilatación	Aumento del tamaño de un cuerpo al calentarse.	Entre los tramos de los rieles del tren se deja un pequeño hueco.
Equilibrio térmico	Situación en la que dos cuerpos en contacto alcanzan la misma temperatura.	Una cuchara fría dentro de una sopa caliente.
Cifras significativas	Dígitos de una medida que aportan información fiable.	La medida 2,50 g tiene tres cifras significativas.

Masa en química: qué es y cómo se mide

Qué es la masa y por qué no cambia

La masa mide la cantidad de materia que forma un cuerpo. Una barra de chocolate de 100 g tiene la misma masa en tu casa, en la cima de una montaña o en la Luna, porque la cantidad de materia no depende del lugar.

Se representa con la letra m y su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo (kg). En el laboratorio se usan más el gramo (g) y el miligramo (mg), porque las cantidades de sustancia suelen ser pequeñas.

Unidades de masa y equivalencias

Unidad	Símbolo	Equivalencia	Uso habitual
Tonelada	t	1 t = 1000 kg	Industria y transporte
Kilogramo	kg	1 kg = 1000 g	Cocina, comercio y SI
Gramo	g	1 g = 1000 mg	Laboratorio escolar
Miligramo	mg	1 mg = 0,001 g	Medicamentos y análisis

Diagrama de una escalera de unidades de masa que muestra la relación de conversión de 1000 entre la tonelada, el kilogramo, el gramo y el miligramo — Escalera de unidades de masa que ilustra los saltos de mil en mil entre la tonelada (t), el kilogramo (kg), el gramo (g) y el miligramo (mg).

Para convertir unidades usa el factor de conversión, que es una igualdad de dos unidades distintas. Siempre colocarás en el numerador la unidad que quieres obtener. Observa como transformar 3,2 kg a gramos y viceversa, notarás un cambio en el numerador

Diagrama educativo que muestra la escalera de unidades de masa (kg, hg, dag, g, cg, dg, mg) junto con un cuadro explicativo de equivalencias por escalón y dos ejemplos resueltos de conversión entre kilogramos y gramos usando factores de conversión — Conversión de unidades de masa mediante la escalera de múltiplos y submúltiplos, ilustrada con factores de conversión.

Masa frente a peso: la confusión más famosa

El peso es la fuerza con la que la gravedad atrae a un cuerpo. Se mide en newtons (N) y sí cambia según el lugar. La relación entre ambas magnitudes es:

$$P = m \times g$$

Aquí P es el peso, m la masa y g la intensidad de la gravedad, que en la Tierra vale aproximadamente 9,8 N/kg. Un estudiante de 50 kg pesa en la Tierra unos 490 N:

$$P = 50\ \text{kg} \times 9{,}8\ \frac{\text{N}}{\text{kg}} = 490\ \text{N}$$

En la Luna, donde la gravedad es unas seis veces menor, su masa seguiría siendo 50 kg, pero su peso sería mucho menor.

Cómo se mide la masa: la balanza

La masa se mide con una balanza. En el laboratorio escolar suele usarse una balanza electrónica.

Colócala sobre una superficie plana, enciéndela.

Balanza digital de laboratorio sobre una mesa de madera, con la pantalla mostrando 0.00 gramos, un dedo presionando el botón de encendido y el plato metálico vacío sin ningún recipiente encima — Encendido de la balanza digital sin ningún objeto sobre el plato metálico.

Pon un vaso vacío sobre el plato y pulsa el botón de tara para ponerla a cero.

Colocación del vaso de precipitado en la balanza y pulsación del botón de tara para calibrar a cero. — Montaje del vaso de precipitado en la balanza y pulsación del botón de tara para calibrar a cero.

Después añade la sustancia y lee el valor.

Un vaso de precipitado graduado, que contiene un líquido azul claro hasta la marca de 60 mL, está colocado sobre el plato circular de acero inoxidable. La pantalla digital de la balanza muestra claramente la lectura "57.49 g". Los botones de control (ON/OFF, MODE, CAL, TARE) son visibles. En el fondo desenfocado, se ven otros materiales de laboratorio — Medición de la masa de un líquido en un vaso de precipitado sobre una balanza digital tarada. La pantalla muestra el peso neto de la sustancia.

Volumen: cuánto espacio ocupa la materia

Qué es el volumen

El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo y se representa con la letra V. Su unidad en el SI es el metro cúbico (m³), pero en química se emplean casi siempre el litro (L), el mililitro (mL) y el centímetro cúbico (cm³).

Unidad	Símbolo	Equivalencia clave
Metro cúbico	m³	1 m³ = 1000 L
Litro	L	1 L = 1 dm³ = 1000 mL
Mililitro	mL	1 mL = 1 cm³
Centímetro cúbico	cm³	1 cm³ = 1 mL

Observa la siguiente imagen:

Diagrama educativo de la escalera de unidades de capacidad (kL, hL, daL, L, cL, dL, mL, uL) junto con la unidad de volumen en metros cubicos (m3) y factores de conversion entre volumen y capacidad. — Escalera de unidades de capacidad y su relacion con el metro cubico y los factores de conversion.

Volumen de sólidos regulares: fórmulas

Si el sólido tiene una forma geométrica conocida, calcula su volumen con una fórmula. Para un cubo o un prisma rectangular multiplicas sus tres dimensiones:

$$V = \text{largo} \times \text{ancho} \times \text{alto}$$

Para un cilindro, como una lata, necesitas el radio r de la base y la altura h:

$$V = \pi \times r^2 \times h$$

Volumen de líquidos y sólidos irregulares

Los líquidos se miden con una probeta. Colócala sobre la mesa, y mira perpendicularmente a donde se apoya la parte baja del menisco. Si miras desde arriba o desde abajo, la lectura es errónea ya que se produce un error de paralaje.

Diagrama comparativo que muestra dos tipos de meniscos en recipientes graduados: un menisco convexo característico del mercurio y un menisco cóncavo característico del agua, indicando la forma correcta de lectura con líneas discontinuas naranjas. — Comparación entre el menisco convexo del mercurio y el menisco cóncavo del agua en mediciones de volumen.

El menisco es la curva superficial del líquido generada por la relación entre el líquido y el material que lo contiene. Cualquier situación donde el liquido no es capaz de mojar las paredes del cilindro, se formará siempre un menisco convexo.

Ejemplo: Si llenas un tubo de ensayo o una probeta de vidrio con mercurio, notarás que el líquido no se adhiere ni «moja» las paredes del recipiente.

El menisco cóncavo es el más común, si el líquido es capaz de mojar las paredes del cilindro, se formará siempre un menisco cóncavo.

Ejemplo: Cuando viertes agua en una probeta, un vaso de precipitados o un tubo de ensayo de vidrio, puedes notar claramente que el líquido «moja» las paredes del recipiente.

¡Conviértete en un experto del laboratorio! Practica midiendo volúmenes con probetas virtuales

Medir con precisión es una de las habilidades más importantes en la ciencia, pero dominar la lectura del menisco cóncavo y calcular volúmenes directos o indirectos requiere práctica constante. Con este simulador interactivo de Educaplus, podrás experimentar de forma virtual sin el riesgo de derramar sustancias reales.

La gran ventaja de esta herramienta es que te entrena directamente en la perspectiva visual correcta a la altura de los ojos y te enseña a afinar la vista para estimar medidas con una cifra decimal exacta (como 43.0 mL o 21.7 mL). ¡Pon a prueba tu precisión, interpreta la escala graduada como un verdadero científico y supera cada reto de medición!

Clica 👉 Simulador Educaplus

💬 Cuéntanos en los comentarios

¿Te fue útil el simulador para entender cómo medir correctamente con la probeta?

Clica en el botón azul y déjanos tu experiencia o tus dudas

Déjanos tu comentario ↓ Tu participación ayuda a otros estudiantes.

Cálculo del volumen en objetos irregulares

Para un objeto irregular, como una piedra o un tornillo, usa el método del desplazamiento: mide el volumen inicial de agua, sumerge el objeto por completo y mide el volumen final. La diferencia es el volumen del objeto. Este método solo sirve si el objeto se hunde, no se disuelve y no absorbe agua.

$$V_{\text{objeto}} = V_{\text{final}} – V_{\text{inicial}}$$

Observa el ejemplo de la imagen:

Infografía educativa de tres pasos que explica la determinación del volumen de un objeto irregular mediante el método de desplazamiento en un vaso de precipitados con agua, mostrando el volumen inicial, la inmersión de una piedra y el cálculo final de la diferencia de volumen — Proceso paso a paso para calcular el volumen de un objeto irregular aplicando el método de desplazamiento del agua en un vaso de precipitados.

Según la tradición, Arquímedes usó una idea parecida para comprobar si una corona era de oro puro. Hoy el mismo principio se emplea en ingeniería y en laboratorios de materiales.

Y los gases, ¿qué volumen tienen?

Un gas no tiene volumen propio: se expande hasta ocupar todo el recipiente que lo contiene. Por eso, el volumen que ocupa una cantidad de gas depende de la presión y de la temperatura a las que se encuentre. Esta idea se estudia con más detalle en el tema de los estados de la materia.

Temperatura: qué mide realmente un termómetro

Temperatura y movimiento de las partículas

Toda la materia está formada por partículas que se mueven sin parar. La temperatura mide, de forma indirecta, la energía de movimiento media de esas partículas: cuanto más rápido se agitan, mayor es la temperatura.

No confundas temperatura con calor. El calor es la energía que pasa de un cuerpo más caliente a otro más frío hasta que alcanzan el equilibrio térmico. La temperatura, en cambio, describe el estado de agitación de las partículas de un cuerpo; no es la energía que se transfiere.

Escalas de temperatura: Celsius, kelvin y Fahrenheit

Usarás tres escalas:

Celsius (°C) es la de uso diario en España y Latinoamérica: 0 °C es el punto de congelación del agua y 100 °C su ebullición a presión normal.

Kelvin (K) es la del Sistema Internacional y empieza en el cero absoluto, la temperatura más baja posible, que equivale a −273,15 °C.

Fahrenheit (°F) se usa en Estados Unidos.

Termómetro con cuatro puntos de referencia y sus valores en grados Celsius, kelvin y grados Fahrenheit — Cero absoluto, congelación del agua, temperatura corporal y ebullición del agua en las tres escalas (esquema sin escala).

Estas son las fórmulas de conversión. Fíjate en que al kelvin no se le llama grado: se dice «300 kelvin», no «300 grados kelvin».

$$T_{\text{K}} = T_{\text{C}} + 273{,}15$$

$$T_{\text{F}} = 1{,}8 \times T_{\text{C}} + 32$$

$$T_{\text{C}} = \frac{T_{\text{F}} – 32}{1{,}8}$$

¿Tienes dudas con masa volumen y temperatura en química?

Agenda una tutoría y resuelve tus ejercicios con ayuda personalizada.

💬 Agendar tutoría

Termómetros: del mercurio al infrarrojo

Un termómetro clásico aprovecha la dilatación de un líquido. Los de mercurio fueron muy populares, pero en la Unión Europea su venta al público está prohibida desde 2009 por la toxicidad de este metal. Hoy se emplean termómetros de alcohol coloreado, digitales y de infrarrojos; estos últimos miden la radiación que emite un cuerpo sin tocarlo.

Temperatura y volumen: la dilatación en la vida real

La mayoría de los materiales aumenta su volumen al calentarse y lo reduce al enfriarse, porque, al agitarse más, sus partículas se separan ligeramente. Por eso los puentes tienen juntas de dilatación y los termómetros funcionan.

El Sexto Informe de Evaluación del IPCC (2021) estima que la expansión térmica del océano explica alrededor de la mitad del aumento del nivel del mar observado entre 1971 y 2018: el agua se calienta, aumenta su volumen y ocupa más espacio. Aquí temperatura y volumen se dan la mano.

Densidad: la relación entre masa y volumen

La densidad une las tres magnitudes del artículo, porque indica cuánta masa hay en cada unidad de volumen. 1 kg de plomo ocupa mucho menos espacio que 1 kg de espuma porque el plomo es más denso.

$$\rho = \frac{m}{V}$$

La letra griega ρ (se lee «ro») representa la densidad. En el SI se mide en kg/m³, pero en el laboratorio se usa g/cm³ (o g/mL). Para pasar de g/cm³ a kg/m³ se multiplica por 1000: el agua, con 1 g/cm³, equivale a 1000 kg/m³.

Triángulo de la densidad con la masa arriba, la densidad y el volumen abajo, y las tres formas de la fórmula — Tapa la magnitud que buscas: si las otras dos quedan lado a lado, se multiplican; si una queda sobre la otra, se dividen.

Interpretar el valor de la densidad: ¿flota o se hunde?

Compara la densidad del objeto con la del líquido. Si el objeto es menos denso, flota; si es más denso, se hunde; si la densidad es igual, queda suspendido entre dos aguas.

Gráfico de barras con la densidad de corcho, pino, hielo, agua, aluminio, hierro, cobre y oro — Los sólidos macizos con densidad menor que 1 g/cm3 flotan en agua; los demás se hunden.

La temperatura también cambia la densidad

Al calentar un líquido, su volumen aumenta mientras su masa se mantiene. Como la densidad es la masa entre el volumen, la densidad disminuye. Con el aire ocurre lo mismo: el aire caliente es menos denso que el frío y por eso asciende, lo que permite volar a los globos aerostáticos.

El agua es un caso especial. Entre 0 °C y 4 °C se contrae al calentarse y alcanza su máxima densidad cerca de 4 °C. Además, al congelarse su volumen aumenta alrededor de un 9 %, de modo que el hielo (0,92 g/cm³) es menos denso que el agua líquida. Por eso el hielo flota y los lagos se congelan de arriba hacia abajo, lo que permite que los peces sobrevivan bajo la capa de hielo.

Aplicaciones reales de la masa volumen y temperatura

Cocina: una receta pide 250 g de harina (masa), 0,5 L de leche (volumen) y un horno a 180 °C (temperatura).

Salud: los jarabes se dosifican en mililitros y se considera que hay fiebre a partir de unos 38 °C de temperatura corporal.

Laboratorio: se pesan reactivos en gramos, se miden disoluciones con probetas y se controla la temperatura de las reacciones.

Industria y transporte: los camiones cisterna calculan la masa del combustible a partir de su volumen y de su densidad, que cambia con la temperatura.

Medioambiente: el calentamiento de los océanos aumenta su volumen y contribuye a la subida del nivel del mar.

Errores comunes al medir y calcular

Usar «peso» como sinónimo de «masa»: el peso es una fuerza y se mide en newtons, no en kilogramos.

Escribir «grados kelvin»: el kelvin se nombra sin la palabra «grado».

Olvidar convertir unidades antes de calcular, por ejemplo mezclar litros con centímetros cúbicos.

Leer la probeta desde arriba, en lugar de hacerlo a la altura de los ojos y en la base del menisco.

Creer que 1 L de cualquier líquido tiene una masa de 1 kg: solo se cumple, de forma aproximada, para el agua.

Confundir temperatura con calor y pensar que un objeto grande «tiene más temperatura» por ser grande.

Dar el resultado sin unidad: un número sin unidad no es una medida.

Resumen: ideas clave antes de avanzar

1. La masa es la cantidad de materia (kg, g) y se mide con una balanza; no cambia de un lugar a otro.

2. El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo (m³, L, mL, cm³) y se mide con una probeta o con fórmulas.

3. La temperatura mide la agitación de las partículas (°C, K, °F) y se mide con un termómetro.

4. La densidad es la relación entre la masa y el volumen, y decide si algo flota o se hunde.

5. Convierte siempre las unidades antes de calcular y escribe la unidad en tu resultado.

Sigue aprendiendo en este sitio:

Si quieres repasar cómo se expresan las cantidades muy grandes o muy pequeñas, visita nuestro artículo sobre: Notación científica.
Para aprender a redondear bien tus medidas, consulta: Cifras significativas.
Para profundizar en las unidades de las demás magnitudes, lee: Magnitudes físicas y Conversiones.
Cuando domines la temperatura, descubre cómo se comporta la materia en: Estados de la materia.

💬 Cuéntanos en los comentarios

¿Cuál de las tres magnitudes te parece más difícil de entender y por qué? Si tienes un ejemplo de tu vida diaria con masa, volumen o temperatura, compártelo y lo comentamos entre todos.

Déjanos tu comentario ↓ Tu participación ayuda a otros estudiantes.

Simulador interactivo de densidad masa volumen y temperatura

Leer ayuda, pero experimentar enseña más. Con los laboratorios virtuales de PhET Interactive Simulations, de la Universidad de Colorado Boulder, puedes cambiar valores, equivocarte y volver a intentarlo sin romper nada.

En este artículo trabajarás con el simulador de Densidad. Cambia la masa y el volumen de un bloque, sumérgelo en el líquido y descubre si flota o se hunde. Ábrelo aquí:

Aquí te dejo el link del simulador de Estados de la materia. Calienta y enfría un recipiente con partículas y observa cómo cambian su movimiento, la distancia entre ellas y su estado. Es la mejor forma de ver qué es la temperatura. Ábrelo aquí:

Cómo sacarle partido en tres pasos

Predice: escribe en la tabla de abajo qué crees que ocurrirá.
Prueba: abre el simulador y haz el experimento tal como lo planteaste.
Compara: anota lo que observaste y explica por qué coincide (o no) con tu predicción.

Predecir antes de ver

Antes de tocar el simulador, escribe tu hipótesis. Después ejecútalo y compara. Cuando una predicción falla, aprendes más que cuando aciertas.

Antes de empezar, predice…	Mi predicción	Lo que observé
En el simulador de densidad, elige un bloque personalizado y mantén fija su masa. Si aumentas solo el volumen, ¿la densidad sube o baja? ¿Seguirá hundiéndose?
Dos bloques tienen el mismo volumen (por ejemplo, 5 L): uno de 1 kg y otro de 10 kg. ¿Cuál flotará en agua y cuál se hundirá?
En el simulador de estados de la materia, si calientas el recipiente, ¿las partículas se mueven más rápido o más lento? ¿Qué ocurre con la distancia entre ellas?
Si enfrías mucho el recipiente, ¿en qué estado crees que quedará la sustancia?

💬 Cuéntanos en los comentarios

¿Coincidieron tus predicciones con lo que viste en el simulador?

Déjanos tu comentario ↓ Tu participación ayuda a otros estudiantes.

Ejemplos resueltos paso a paso de masa volumen y temperatura

Resuelve siempre con este método:

1) Lee y subraya los datos,

2) Elige la fórmula,

3) Convierte las unidades,

4) Calcula y

5) Comprueba que el resultado tiene sentido y lleva su unidad.

Nivel principiante

Ejemplo 1. Un paquete de arroz tiene una masa de 2,5 kg. ¿Cuántos gramos son?

Paso 1. Dato: 2,5 kg. Equivalencia: 1 kg = 1000 g.

Paso 2. Escribe el factor de conversión con los kilogramos abajo para que se simplifiquen y multiplica.

$$2{,}5\ \text{kg} \times \frac{1000\ \text{g}}{1\ \text{kg}} = 2500\ \text{g}$$

Resultado: 2500 g. Tiene sentido: el gramo es más pequeño que el kilogramo, así que el número crece.

Ejemplo 2. Un día de verano marca 25 °C. ¿Cuántos kelvin son?

Paso 1. Dato: 25 °C. Se usa la fórmula de conversión de Celsius a kelvin.

$$T_{\text{K}} = T_{\text{C}} + 273{,}15$$

Paso 2. Sustituye el valor.

$$T_{\text{K}} = 25 + 273{,}15 = 298{,}15\ \text{K}$$

Resultado: 298,15 K. Recuerda que se escribe «K», sin el símbolo de grado.

Nivel intermedio

Ejemplo 3. Una probeta contiene 50 mL de agua. Al sumergir por completo un tornillo, el nivel sube a 58 mL. Si el tornillo tiene una masa de 63 g, ¿cuál es su densidad?

Paso 1. Calcula el volumen del tornillo con el método del desplazamiento.

$$V_{\text{objeto}} = 58\ \text{mL} – 50\ \text{mL} = 8\ \text{mL} = 8\ \text{cm}^3$$

Paso 2. Aplica la fórmula de la densidad.

$$\rho = \frac{m}{V} = \frac{63\ \text{g}}{8\ \text{cm}^3} = 7{,}875\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$$

Resultado: aproximadamente 7,9 g/cm³, un valor muy cercano al del hierro (7,87 g/cm³). Como es mayor que 1 g/cm³, el tornillo se hunde en agua.

Ejemplo 4. La temperatura de una persona es 98,6 °F. ¿Cuántos grados Celsius son?

Paso 1. Usa la fórmula que pasa de Fahrenheit a Celsius.

$$T_{\text{C}} = \frac{T_{\text{F}} – 32}{1{,}8}$$

Paso 2. Sustituye y calcula primero la resta del numerador.

$$T_{\text{C}} = \frac{98{,}6 – 32}{1{,}8} = \frac{66{,}6}{1{,}8} = 37\ {}^{\circ}\text{C}$$

Resultado: 37 °C, la temperatura normal del cuerpo humano.

Nivel avanzado

Ejemplo 5. Un cubo de aluminio tiene 4 cm de arista y una densidad de 2,7 g/cm³. Calcula su masa en gramos y en kilogramos, y di si flota en agua.

Paso 1. Calcula el volumen del cubo.

$$V = 4\ \text{cm} \times 4\ \text{cm} \times 4\ \text{cm} = 64\ \text{cm}^3$$

Paso 2. Despeja la masa a partir de la densidad.

$$m = \rho \times V = 2{,}7\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3} \times 64\ \text{cm}^3 = 172{,}8\ \text{g}$$

Paso 3. Convierte a kilogramos.

$$172{,}8\ \text{g} \times \frac{1\ \text{kg}}{1000\ \text{g}} = 0{,}1728\ \text{kg}$$

Resultado: 172,8 g (0,1728 kg). Como 2,7 g/cm³ es mayor que 1 g/cm³, el cubo se hunde.

Ejemplo 6. Un laboratorio necesita 1,6 kg de un alcohol cuya densidad es 0,8 g/cm³. ¿Qué volumen, en litros, debe medir?

Paso 1. Convierte la masa a gramos para trabajar con la densidad en g/cm³.

$$1{,}6\ \text{kg} \times \frac{1000\ \text{g}}{1\ \text{kg}} = 1600\ \text{g}$$

Paso 2. Despeja el volumen.

$$V = \frac{m}{\rho} = \frac{1600\ \text{g}}{0{,}8\ \text{g/cm}^3} = 2000\ \text{cm}^3$$

Paso 3. Convierte a litros, sabiendo que 1 L = 1000 cm³.

$$2000\ \text{cm}^3 \times \frac{1\ \text{L}}{1000\ \text{cm}^3} = 2\ \text{L}$$

Resultado: 2 L. Tiene sentido: el alcohol es menos denso que el agua, así que 1,6 kg de alcohol ocupan más volumen (2 L) que 1,6 kg de agua (1,6 L).

Problemas evaluados: pon a prueba lo que has aprendido en masa volumen y temperatura

Llegó el momento de comprobar lo aprendido. Resuelve cada problema en tu cuaderno antes de mirar la solución. Después, compara tu resultado con el procedimiento: si coincide, fue correcta; si no, fue incorrecta. Cuando termines los seis, ve a la tabla Puntuación y marca tus aciertos y errores.

Nivel	Problemas	Puntos por problema	Subtotal
Principiante	2	5	10
Intermedio	2	20	40
Avanzado	2	25	50
Total	6		100

Aprobación mínima: 75 puntos.

Problema 1 · Nivel principiante · 5 puntos

Un jarabe viene en un frasco de 350 mL. Expresa su volumen en litros.

Muéstrame la respuesta

Dato: 350 mL. Equivalencia: 1 L = 1000 mL.

$$350\ \text{mL} \times \frac{1\ \text{L}}{1000\ \text{mL}} = 0{,}35\ \text{L}$$

Respuesta correcta: 0,35 L.

Problema 2 · Nivel principiante · 5 puntos

La temperatura normal del cuerpo humano es 37 °C. Exprésala en kelvin.

Muéstrame la respuesta

Se suma 273,15 a la temperatura en grados Celsius.

$$T_{\text{K}} = 37 + 273{,}15 = 310{,}15\ \text{K}$$

Respuesta correcta: 310,15 K.

Problema 3 · Nivel intermedio · 20 puntos

Una pieza metálica de 135 g se sumerge en una probeta que marca 40 mL. El nivel sube a 90 mL. Calcula su densidad e indica, con ayuda del gráfico de densidades, de qué metal puede ser.

Muéstrame la respuesta

Primero calcula el volumen de la pieza.

$$V = 90\ \text{mL} – 40\ \text{mL} = 50\ \text{mL} = 50\ \text{cm}^3$$

Después calcula la densidad.

$$\rho = \frac{m}{V} = \frac{135\ \text{g}}{50\ \text{cm}^3} = 2{,}7\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$$

Respuesta correcta: 2,7 g/cm3, que corresponde al aluminio. Como es mayor que 1 g/cm3, se hunde en agua.

Problema 4 · Nivel intermedio · 20 puntos

El termómetro de una receta estadounidense marca 104 °F. Calcula la temperatura en grados Celsius y en kelvin.

Muéstrame la respuesta

Primero pasa a grados Celsius.

$$T_{\text{C}} = \frac{104 – 32}{1{,}8} = \frac{72}{1{,}8} = 40\ {}^{\circ}\text{C}$$

Después pasa a kelvin.

$$T_{\text{K}} = 40 + 273{,}15 = 313{,}15\ \text{K}$$

Respuesta correcta: 40 °C y 313,15 K. Ambos valores deben estar bien para dar el problema por correcto.

Problema 5 · Nivel avanzado · 25 puntos

Un bloque de madera mide 20 cm × 10 cm × 5 cm y tiene una masa de 600 g. Calcula su densidad, indica si flota en agua y qué porcentaje de su volumen queda sumergido.

Muéstrame la respuesta

Calcula el volumen.

$$V = 20\ \text{cm} \times 10\ \text{cm} \times 5\ \text{cm} = 1000\ \text{cm}^3$$

Calcula la densidad.

$$\rho = \frac{600\ \text{g}}{1000\ \text{cm}^3} = 0{,}6\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$$

Como 0,6 es menor que 1, el bloque flota. Un cuerpo que flota en equilibrio desplaza una masa de agua igual a su propia masa (principio de Arquímedes). Por eso, la fracción de su volumen que queda sumergida es el cociente entre las densidades.

$$\text{fracción sumergida} = \frac{\rho_{\text{bloque}}}{\rho_{\text{agua}}} = \frac{0{,}6}{1{,}0} = 0{,}6 = 60\ \%$$

Respuesta correcta: 0,6 g/cm³; flota; el 60 % de su volumen queda bajo el agua.

Problema 6 · Nivel avanzado · 25 puntos

Una botella vacía de 40 g se llena con 1,5 L de un líquido cuya densidad es 1,2 g/cm³. Calcula la masa del líquido en kilogramos y la masa total de la botella llena en gramos.

Muéstrame la respuesta

Convierte el volumen a centímetros cúbicos.

$$1{,}5\ \text{L} \times \frac{1000\ \text{cm}^3}{1\ \text{L}} = 1500\ \text{cm}^3$$

Calcula la masa del líquido.

$$m = \rho \times V = 1{,}2\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3} \times 1500\ \text{cm}^3 = 1800\ \text{g} = 1{,}8\ \text{kg}$$

Suma la masa de la botella.

$$m_{\text{total}} = 1800\ \text{g} + 40\ \text{g} = 1840\ \text{g}$$

Respuesta correcta: 1,8 kg de líquido y 1840 g en total.

Tabla de puntuación de masa volumen y temperatura y comparte tu resultado

Marca Correctas o Incorrectas en cada problema. La calificación se suma sola. Si llegas a 75 puntos o más, ¡aprobaste! Después comparte tu puntaje y reta a tus amigos.

Puntuación: marca si tu resultado fue correcto o incorrecto
Correctas	Incorrectas
Problema 1 (5 pts)	Problema 1
Problema 2 (5 pts)	Problema 2
Problema 3 (20 pts)	Problema 3
Problema 4 (20 pts)	Problema 4
Problema 5 (25 pts)	Problema 5
Problema 6 (25 pts)	Problema 6
Calificación	0 / 100 pts

Comparte tu puntaje

WhatsApp Facebook X

Conclusión de masa volumen y temperatura: medir bien es el primer paso para entender la química

Has recorrido tres magnitudes que son la base de cualquier experimento: la masa, el volumen y la temperatura. Sabes qué miden, con qué unidades se expresan, qué instrumentos usar y cómo convertir entre escalas. También descubriste que al unir masa y volumen aparece la densidad, la clave para explicar por qué el hielo flota y una moneda se hunde.

Lo más importante no es memorizar fórmulas, sino cuidar el método: leer los datos, convertir unidades, calcular y comprobar si el resultado tiene sentido. Si en los problemas evaluados no llegaste a 75 puntos, vuelve a los ejemplos, usa el simulador y repite; la práctica es lo que construye la comprensión.

Actividades prácticas para dominar masa volumen y temperatura

Parte I: problemas propuestos de masa volumen y temperatura (solo respuesta final)

Resuelve en tu cuaderno y compara únicamente con la respuesta final. Si te equivocas, revisa las unidades antes de repetir el cálculo.

Nivel 1: Básico

1. Convierte 4500 g a kilogramos.

Respuesta final: 4,5 kg

2. Convierte 3 L a mililitros.

Respuesta final: 3000 mL

Nivel 2: Intermedio

3. Convierte 300 K a grados Celsius.

Respuesta final: 26,85 °C

4. Un objeto de 240 g ocupa 80 cm³. Calcula su densidad.

Respuesta final: 3 g/cm³

5. Convierte 50 °C a grados Fahrenheit.

Respuesta final: 122 °F

6. Un cubo de 5 cm de arista tiene una masa de 337,5 g. Calcula su densidad.

Respuesta final: 2,7 g/cm³

7. ¿Qué volumen ocupan 540 g de aluminio (densidad 2,7 g/cm³)?

Respuesta final: 200 cm³

Nivel 3: Avanzado

8. Expresa en kg/m³ la densidad de 0,9 g/cm³ de un aceite.

Respuesta final: 900 kg/m³

9. Un bloque de hierro (7,87 g/cm³) tiene una masa de 15,74 kg. ¿Cuántos litros ocupa?

Respuesta final: 2 L

10. Se mezclan 200 cm³ de agua (1 g/cm³) con 300 cm³ de aceite (0,9 g/cm³). Suponiendo que los volúmenes se suman, calcula la densidad de la mezcla.

Respuesta final: 0,94 g/cm³

Parte II: actividades por tipo de trabajo

Tipo	Actividad	Qué debes entregar
Individual	1. Mi tabla de unidades. Haz una tabla propia con las unidades de masa, volumen y temperatura y dos ejemplos de la vida real para cada una. 2. Diario de temperaturas. Mide durante tres días la temperatura exterior a la misma hora y conviértela a kelvin. 3. Corrige el error. Busca tres frases con errores (por ejemplo, «grados kelvin») y corrígelas.	Cuaderno o ficha con tus respuestas.
Colaborativa	1. Reto flota o se hunde. En equipos de 3 o 4, predigan qué objetos flotan en agua y después compruébenlo. 2. Duelo de conversiones. Un integrante dice una medida y el resto la convierte lo más rápido posible. 3. Mural de errores comunes. Creen un póster con cinco errores frecuentes y su corrección.	Tabla de predicciones y resultados, o póster.
Aplicación real	Mini proyecto: laboratorio de cocina. Con ayuda de un adulto, mide la masa y el volumen de tres líquidos (agua, aceite y jarabe), calcula la densidad de cada uno y verifica tu cálculo vertiendo con cuidado los tres en un vaso transparente: ¿en qué orden se acomodan?	Informe de una página con datos, cálculos, fotos y conclusión.

Seguridad: usa solo materiales de cocina, evita los líquidos muy calientes y trabaja siempre con la supervisión de un adulto.

Preguntas frecuentes sobre masa volumen y temperatura

¿La masa y el peso son lo mismo?

No, aunque en la vida diaria se usen como sinónimos. La masa es la cantidad de materia (se mide en kg) y no cambia; el peso es una fuerza (se mide en N) y depende de la gravedad del lugar. En la Luna tu masa sería la misma, pero pesarías menos.

¿Un kilo de plumas pesa menos que un kilo de plomo?

No: ambos tienen la misma masa, 1 kg. Lo que cambia es el volumen. Un kilo de plumas ocupa muchísimo más espacio porque su densidad es mucho menor.

Si un objeto es más grande, ¿siempre tiene más masa?

No. El tamaño depende del volumen, no de la masa. Un globo grande lleno de aire tiene mucha menos masa que una bola pequeña de plomo.

¿Temperatura y calor son lo mismo?

No. La temperatura mide la agitación media de las partículas; el calor es la energía que pasa de un cuerpo a otro por una diferencia de temperatura. Una piscina a 25 °C contiene mucha más energía térmica que una taza de café a 80 °C, aunque su temperatura sea menor.

¿Se dice «grados kelvin»?

No. El nombre correcto es simplemente kelvin y se escribe K, sin el símbolo de grado. Los grados se usan en las escalas Celsius y Fahrenheit.

¿El hielo flota porque «pesa menos» que el agua?

Solo en parte. Un cubito de hielo no flota por tener menos masa, sino por ser menos denso (0,92 g/cm³) que el agua líquida (1,00 g/cm³): con la misma masa, el hielo ocupa más volumen.

¿Un litro siempre es igual a un kilogramo?

Solo de forma aproximada y para el agua. Un litro de aceite tiene una masa de unos 0,92 kg y un litro de mercurio, de más de 13 kg. La relación depende de la densidad de cada sustancia.

Si enfrío agua, ¿siempre se vuelve más densa?

Casi siempre, pero el agua tiene una rareza: alcanza su máxima densidad a unos 4 °C. Por debajo de esa temperatura se expande ligeramente, y al congelarse su volumen aumenta alrededor de un 9 %. Por eso el hielo flota.

¿Un objeto grande tiene más temperatura que uno pequeño?

No necesariamente. La temperatura no depende del tamaño. Un clavo pequeño en una hoguera puede estar a mayor temperatura que una bañera enorme de agua tibia.

¿Existen temperaturas negativas en kelvin?

En los fenómenos que estudias en ESO, no. El cero absoluto (0 K) es el límite inferior: las partículas tienen la mínima agitación posible. Lo que sí existe son valores negativos en grados Celsius, como −10 °C, que equivalen a 263,15 K.

Conceptos fundamentales de medición: guía fácil para ESO

30 septiembre, 202629 septiembre, 2026 por Profesor Yohendy Guzmán

Conceptos fundamentales de medición: ¿por qué importan tanto?

Los conceptos fundamentales de medición están detrás de casi todo lo que haces cada día: la receta que pide 350 g de agua, la velocidad de tu bici, la dosis de un jarabe o los segundos que separan a dos corredores en una final.

Receta de focaccia al romero casera paso a paso — 🍞 ¡Focaccia al romero, casera y deliciosa! 🌿 Sigue cada paso para preparar un pan italiano esponjoso, dorado y lleno de sabor, perfecto para acompañar tus comidas o disfrutar recién horneado.

Ahora piensa en esto: ¿cómo puede perderse una nave espacial de unos 125 millones de dólares por confundir unas unidades con otras? Ocurrió en 1999 con la sonda Mars Climate Orbiter: un equipo entregó los datos de los propulsores en libras-fuerza por segundo y el software de navegación los esperaba en newton por segundo. Medir bien no es un detalle: es la base de la ciencia y de la tecnología.

En este artículo vas a aprender a medir como un científico, paso a paso y sin prisa: de lo más sencillo a lo más completo. Lo que verás te servirá en ESO, en Bachillerato y en los primeros semestres de una carrera científica o técnica.

🎯 Objetivo de aprendizaje
Al terminar podrás:
1. Explicar qué es una magnitud, una unidad y una medición.
2. Distinguir magnitudes fundamentales y derivadas del Sistema Internacional (SI).
3. Convertir unidades con factores de conversión y prefijos.
4. Diferenciar precisión y exactitud, y calcular errores absolutos, relativos y porcentuales.
5. Expresar una medida con su incertidumbre y propagarla en cálculos sencillos.
6. Escribir resultados con las cifras significativas y la notación científica correctas.

Terminología clave

Antes de empezar, conoce el vocabulario esencial. Vuelve a esta tabla cuando lo necesites.

Ícono	Término	Definición corta	Ejemplo
📏	Magnitud	Propiedad que se puede expresar con un número y una unidad.	La longitud de tu mesa.
🔢	Unidad	Cantidad fija que se elige como referencia para comparar.	El metro (m).
🧮	Medición	Proceso de comparar una magnitud con su unidad.	Tu mesa mide 1,20 m.
🌍	Sistema Internacional (SI)	Conjunto de unidades acordado a nivel mundial.	m, kg, s, A, K, mol, cd.
🧰	Instrumento de medida	Aparato que sirve para medir una magnitud.	Cronómetro, balanza, regla.
🔍	Sensibilidad (o apreciación)	Menor división o cambio que el instrumento puede distinguir.	Regla milimetrada: 1 mm.
🔁	Precisión	Cuánto se parecen entre sí varias medidas repetidas.	2,31 s; 2,32 s; 2,31 s.
🎯	Exactitud	Cuánto se acerca una medida al valor real (o aceptado).	Medir 9,80 m/s² cuando el valor aceptado es 9,81 m/s².
❌	Error	Diferencia entre lo que mides y el valor real.	Medir 6,3 cm en un objeto de 6,0 cm: error de 0,3 cm.
⚠️	Incertidumbre	Intervalo dentro del cual se espera que esté el valor real.	(6,3 ± 0,1) cm.
🔟	Cifras significativas	Dígitos de una medida que aportan información fiable.	0,00520 m tiene 3.
🔬	Notación científica	Forma de escribir números muy grandes o muy pequeños.	5,20 × 10⁻³ m.

🎓 ¿Necesitas ayuda para comprender este tema?

En LaProfeMatematik acompañamos a estudiantes de secundaria, bachillerato y universidad mediante clases online.

Explicaciones paso a paso

Resolución de ejercicios

Preparación para exámenes

Seguimiento personalizado

Precios accesibles

No importa si comienzas desde cero o solo necesitas reforzar un tema específico; adaptamos cada clase a tus necesidades.

Agendar mi clase online

¿Qué es medir? Magnitud, unidad y medición

Magnitud y cantidad

Una magnitud es algo que puedes medir: la longitud, la masa, el tiempo, la temperatura. La belleza o la simpatía no son magnitudes, porque no existe una unidad con la que compararlas.

Una cantidad es el valor concreto de una magnitud: por ejemplo, 3 m. Siempre tiene dos partes: un número y una unidad. Sin unidad, el número no dice nada.

Medición directa e indirecta

En la medición directa lees el resultado en el instrumento: la longitud de un lápiz con una regla o el tiempo con un cronómetro.

En la medición indirecta calculas la magnitud a partir de otras medidas. Por ejemplo, el área de un rectángulo se obtiene midiendo la base y la altura y multiplicando.

La densidad es otro caso: mides la masa y el volumen, y después calculas:

$$\rho=\frac{m}{V}$$

Interpretación física: la densidad indica cuánta masa hay en cada unidad de volumen. Por eso el hielo flota: su densidad es menor que la del agua líquida.

Magnitudes fundamentales y derivadas en el Sistema Internacional

Las magnitudes fundamentales (también llamadas magnitudes de base) son el cimiento de todo el sistema. A partir de ellas se construyen las magnitudes derivadas. El SI tiene siete magnitudes fundamentales (ver Figura 1):

Magnitud fundamental	Unidad SI	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 combinan las fundamentales. La velocidad, por ejemplo, relaciona longitud y tiempo:

$$v=\frac{d}{t}$$

Su unidad SI es el metro por segundo (m/s). Otros ejemplos: el área se mide en m², el volumen en m³, la densidad en kg/m³ y la fuerza en newton (N), donde 1 N = 1 kg·m/s².

Sistema Internacional de Unidades: prefijos y conversión de unidades

Los prefijos permiten escribir cantidades muy grandes o muy pequeñas sin usar demasiados ceros. Cada prefijo es una potencia de 10 (la Figura 3 muestra los más usados con la longitud).

Prefijo	Símbolo	Factor	Ejemplo
giga	G	10⁹	1 GB = 10⁹ bytes
mega	M	10⁶	1 MW = 10⁶ W
kilo	k	10³	1 km = 1000 m
hecto	h	10²	1 hm = 100 m
deca	da	10¹	1 dam = 10 m
deci	d	10⁻¹	1 dm = 0,1 m
centi	c	10⁻²	1 cm = 0,01 m
mili	m	10⁻³	1 mm = 0,001 m
micro	μ	10⁻⁶	1 μm = 10⁻⁶ m
nano	n	10⁻⁹	1 nm = 10⁻⁹ m

Método del factor de conversión

Para cambiar de unidad, multiplica por fracciones que valen 1. Colócalas de modo que las unidades que no quieres se cancelen. Mira cómo pasar 90 km/h a m/s:

$$90\ \frac{\text{km}}{\text{h}}\times\frac{1000\ \text{m}}{1\ \text{km}}\times\frac{1\ \text{h}}{3600\ \text{s}}=25\ \frac{\text{m}}{\text{s}}$$

Regla rápida: para pasar de km/h a m/s, divide entre 3,6. Para pasar de m/s a km/h, multiplica por 3,6.

Cuidado con áreas y volúmenes: la escalera de la Figura 3 (×10 o ÷10 por escalón) solo vale para longitudes. Como 1 m = 100 cm, resulta 1 m² = 10 000 cm² y 1 m³ = 1 000 000 cm³. Por eso, en un área se multiplica por 100 en cada escalón, y en un volumen, por 1000.

Los factores como 1 km = 1000 m o 1 h = 3600 s son exactos: no limitan las cifras significativas del resultado.

Instrumentos de medida y sensibilidad

Cada instrumento tiene una sensibilidad (también llamada apreciación): el cambio más pequeño que puede detectar. Elegir bien el instrumento es parte de medir bien (ver Figura 4). Los valores de la tabla son típicos y dependen del modelo.

Instrumento	Magnitud	Sensibilidad típica
Regla milimetrada	Longitud	1 mm
Calibre, vernier o pie de rey	Longitud	0,1 mm o 0,05 mm
Balanza digital escolar	Masa	0,1 g a 0,01 g
Cronómetro digital	Tiempo	0,01 s
Probeta	Volumen	1 mL (según el modelo)
Termómetro digital	Temperatura	0,1 °C

Un criterio habitual en ESO es tomar como incertidumbre del instrumento su sensibilidad. Algunos docentes usan la mitad; sigue el criterio que te indique tu profesor.

Precisión y exactitud en las mediciones

Muchas personas creen que significan lo mismo, pero no. La exactitud habla de lo cerca que está tu medida del valor real. La precisión habla de lo parecidas que son tus medidas entre sí (ver Figura 2).

Exacto y preciso: medidas agrupadas y cerca del valor real.

Preciso pero no exacto: medidas agrupadas, pero alejadas del valor real. Suele indicar un error sistemático.

Exacto pero no preciso: medidas dispersas cuyo promedio se acerca al valor real.

Ni exacto ni preciso: medidas dispersas y alejadas.

Cuatro dianas: exactas y precisas, precisas pero no exactas, exactas pero no precisas, y ni exactas ni precisas — Precisión (puntos agrupados) frente a exactitud (puntos cerca del centro).

Error de medición: absoluto, relativo y porcentual

Ninguna medida es perfecta. El error es la diferencia entre lo que mides y el valor real. Como el valor real casi nunca se conoce con total exactitud, en la práctica se compara con un valor aceptado o se estima una incertidumbre: el intervalo dentro del cual se espera que esté el valor real. Los errores se calculan así:

Error absoluto: diferencia, sin signo, entre la medida y el valor real (o aceptado).

$$E_{a}=\left|x_{\text{medido}}-x_{\text{real}}\right|$$

Error relativo: compara el error con el tamaño de la medida. No tiene unidades.

$$E_{r}=\frac{E_{a}}{x_{\text{real}}}$$

Error porcentual: el error relativo expresado en porcentaje.

$$E_{\%}=\frac{E_{a}}{x_{\text{real}}}\times 100$$

Cuando repites una medida varias veces, el mejor valor es la media aritmética:

$$\bar{x}=\frac{x_{1}+x_{2}+\cdots+x_{n}}{n}$$

Tipos de error

Errores sistemáticos: siempre desvían la medida en el mismo sentido (una balanza mal calibrada que marca 5 g de más).

Errores aleatorios: cambian de una medida a otra (el pulso al accionar el cronómetro). Se reducen repitiendo y promediando.

Equivocaciones: leer o anotar mal un dato no es un error de medición; se evitan con cuidado y se descartan.

Propagación de incertidumbres

En una medición indirecta, las incertidumbres de cada medida se combinan. Estas reglas dan la incertidumbre máxima (el peor caso) y bastan para los problemas de este artículo.

Suma o resta: se suman las incertidumbres absolutas.

$$\Delta(a\pm b)=\Delta a+\Delta b$$

Producto o cociente: se suman los errores relativos.

$$\frac{\Delta(a\,b)}{a\,b}=\frac{\Delta a}{a}+\frac{\Delta b}{b}$$

Potencia: el error relativo se multiplica por el exponente.

$$\frac{\Delta(x^{n})}{x^{n}}=n\,\frac{\Delta x}{x}$$

Cifras significativas y notación científica

Las cifras significativas son los dígitos que aportan información fiable. Estas son las reglas básicas:

Todo dígito distinto de cero es significativo.

Los ceros entre dos dígitos distintos de cero son significativos.

Los ceros a la izquierda no son significativos (0,00520 tiene 3 cifras).

Los ceros a la derecha de la coma decimal sí son significativos (2,50 tiene 3 cifras).

En un número entero como 4500, los ceros finales son ambiguos: usa notación científica.

Al multiplicar o dividir, el resultado tiene tantas cifras significativas como el dato que menos tenga. Por ejemplo:

$$2{,}5\ \text{cm}\times 3{,}25\ \text{cm}=8{,}125\ \text{cm}^{2}\approx 8{,}1\ \text{cm}^{2}$$

Al sumar o restar, el resultado se redondea al menor número de decimales de los datos. Por ejemplo:

$$12{,}3\ \text{cm}+4{,}56\ \text{cm}=16{,}86\ \text{cm}\approx 16{,}9\ \text{cm}$$

La notación científica escribe cualquier número como un valor entre 1 y 10 multiplicado por una potencia de 10:

$$N\times 10^{n}\quad\text{con}\quad 1\le N<10$$

Aplicaciones reales y estudios recientes

Espacio: el informe de la junta de investigación de la NASA sobre la Mars Climate Orbiter (10 de noviembre de 1999) concluyó que los datos de los propulsores se calcularon en unidades inglesas (libras-fuerza por segundo) cuando el software esperaba unidades métricas (newton por segundo). La sonda pasó demasiado cerca de Marte y se perdió.

Redefinición del SI (2019): desde el 20 de mayo de 2019, las siete unidades base se definen a partir de constantes fijas de la naturaleza. El kilogramo ya no depende de un cilindro de platino e iridio, sino de la constante de Planck, fijada en 6,626 070 15 × 10⁻³⁴ J·s (Oficina Internacional de Pesas y Medidas, BIPM).

Nuevos prefijos (2022): la Conferencia General de Pesas y Medidas añadió ronna (10²⁷), quetta (10³⁰), ronto (10⁻²⁷) y quecto (10⁻³⁰) para describir desde volúmenes de datos digitales hasta masas subatómicas.

Relojes ópticos: el segundo sigue definido con el cesio-133 (9 192 631 770 periodos de su radiación), pero los relojes ópticos ya superan a los de cesio en exactitud. El BIPM trabaja en una hoja de ruta para redefinir el segundo con una transición óptica; según su plan, la ratificación no llegaría antes de 2030.

Salud y cocina: medir 5 mL o 50 mL de un medicamento no es lo mismo. Usa siempre la jeringa o el vaso dosificador, no una cuchara.

Errores comunes al medir

Olvidar la unidad: «Mide 5» no significa nada. ¿5 cm? ¿5 km?

Mezclar unidades en un mismo cálculo: es justo lo que hundió a la Mars Climate Orbiter. Convierte antes de operar.

Mirar la regla en ángulo: el error de paralaje cambia la lectura.

No poner el cero en el borde del objeto: desplaza toda la medida.

Copiar todos los decimales de la calculadora: esos decimales no son fiables.

Aplicar la escalera de longitudes a áreas y volúmenes: en m² se multiplica por 100 en cada escalón; en m³, por 1000.

Confundir precisión con exactitud.

Medir una sola vez: repetir y promediar reduce el error aleatorio.

Resumen, práctica y mini-check

✅ Resumen:

1. Medir es comparar una magnitud con una unidad de referencia.

2. El SI tiene 7 magnitudes fundamentales; el resto son derivadas.

3. Los prefijos son potencias de 10 y los factores de conversión valen 1.

4. Precisión = parecido entre medidas. Exactitud = cercanía al valor real.

5. Toda medida lleva incertidumbre: se expresa con error absoluto, relativo o porcentual.

6. Escribe siempre las cifras significativas correctas.

💭 Pregunta reflexiva:
Un amigo dice que su regla es «muy exacta» porque tiene muchos milímetros marcados. ¿Estás de acuerdo? Escribe tu respuesta en los comentarios o en tu cuaderno usando las palabras sensibilidad, precisión y exactitud.

🧠 Mini-check de comprensión:

¿Cuál de estas situaciones es un ejemplo de error sistemático?
A) Leer una regla desde distintos ángulos y obtener valores ligeramente diferentes.
B) Usar una balanza que siempre marca 5 g de más.
C) Pulsar el cronómetro un poco antes o después en cada intento.
D) Redondear de forma distinta cada vez.

Muéstrame la respuesta

Respuesta corecta: B. Un error sistemático desvía todas las medidas en el mismo sentido. A, C y D son errores aleatorios o equivocaciones.

Simulador interactivo

Para practicar la medición con instrumentos virtuales, te recomiendo la simulación «Laboratorio de péndulo» (Pendulum Lab) de PhET Interactive Simulations, de la Universidad de Colorado Boulder. Incluye regla, cronómetro y temporizador de periodo, y permite cambiar la gravedad. Así puedes medir, repetir, promediar y calcular errores.

Beneficios del simulador:

Permite equivocarse sin consecuencias y repetir la medida cuantas veces quieras.

Da resultados inmediatos, así que aprendes de cada intento.

Conecta la medida con un fenómeno real: el periodo de un péndulo depende de la longitud y de la gravedad.

Puedes comparar tu valor de g con el valor aceptado y calcular tu error porcentual.

🔮 Predecir antes de ver

Antes de abrir el simulador, responde por escrito. Después comprueba tus hipótesis.

Si acortas la cuerda del péndulo, ¿el periodo aumenta o disminuye?
Si la gravedad fuera menor, como en la Luna, ¿el péndulo oscilaría más rápido o más lento?

Ahora explora: Ingresa al simulador y entra en la pantalla «Laboratorio». Fija una longitud de 1,00 m, mide con el cronómetro el tiempo de 10 oscilaciones y repite 5 veces. Calcula el periodo medio y su error absoluto medio. Cambia la longitud y vuelve a medir.Compara y explica: ¿acertaron tus hipótesis? Si no, ¿qué te sorprendió? Despeja g con la fórmula siguiente, compárala con 9,81 m/s² y escribe una conclusión de dos líneas.

$$g=\frac{4\pi^{2}L}{T^{2}}$$

Problemas resueltos de medición paso a paso

Este bloque funciona como un examen con autocorrección. Resuelve cada problema en tu cuaderno antes de mirar la solución. Después compara: si tu resultado coincide, tu respuesta fue buena; si no, fue mala.

Cuando termines los 10 problemas, ve a la tabla de evaluación y marca en cada fila si resultó correcta o incorrecta. Suma los puntos de las filas correctas para obtener tu calificación.

📊 Puntaje del bloque:

Nivel principiante: 2 problemas × 2,5 puntos.
Nivel intermedio: 5 problemas × 10 puntos.
Nivel avanzado : 3 problemas × 15 puntos.

Total máximo: 100 puntos.

Aprobación mínima: 55 puntos.

1 · Nivel principiante · 2,5 ptos

Un sendero mide 3,5 km. Expresa su longitud en metros.

⏳ Resuélvelo primero. Después clica para ver la solución.

Muéstrame la respuesta

1. Recuerda la equivalencia: 1 km = 1000 m.

2. Multiplica por el factor de conversión para que se cancelen los km.

$$3{,}5\ \text{km}\times\frac{1000\ \text{m}}{1\ \text{km}}=3500\ \text{m}$$

Respuesta: 3500 m (3,5 × 103 m).

2 · Nivel principiante · 2,5 ptos

Un estudiante mide un cable y anota 0,00520 m. ¿Cuántas cifras significativas tiene? Escríbelo en notación científica.

⏳ Resuélvelo primero. Después clica para ver la solución.

Muéstrame la respuesta

1. Los ceros a la izquierda no son significativos.

2. Cuenta los dígitos 5, 2 y 0. El cero final está a la derecha de la coma decimal, así que sí cuenta: son 3 cifras.

3. Pasa a notación científica moviendo la coma tres lugares: 0,00520 m = 5,20 × 10−3 m.

Respuesta: 3 cifras significativas; 5,20 × 10−3 m.

3 · Nivel intermedio · 10 ptos

Un coche circula a 72 km/h. Exprésalo en m/s.

⏳ Resuélvelo primero. Después clica para ver la solución.

Muéstrame la respuesta

1. Escribe la velocidad con los factores de conversión.

$$72\ \frac{\text{km}}{\text{h}}\times\frac{1000\ \text{m}}{1\ \text{km}}\times\frac{1\ \text{h}}{3600\ \text{s}}$$

2. Calcula.

$$\frac{72\times 1000}{3600}\ \frac{\text{m}}{\text{s}}=20\ \frac{\text{m}}{\text{s}}$$

Recuerda que 1000 m/km y 3600 s/h son factores exactos, así que el resultado conserva las 2 cifras significativas del dato.

Respuesta: 20 m/s.

4 · Nivel intermedio · 10 ptos

Un rectángulo mide (12,5 ± 0,1) cm de largo y (8,0 ± 0,1) cm de ancho. Calcula su área con su incertidumbre.

⏳ Resuélvelo primero. Después clica para ver la solución.

Muéstrame la respuesta

1. Calcula el área.

$$A=12{,}5\times 8{,}0=100\ \text{cm}^{2}$$

2. En un producto se suman los errores relativos.

$$\frac{\Delta A}{A}=\frac{0{,}1}{12{,}5}+\frac{0{,}1}{8{,}0}=0{,}008+0{,}0125=0{,}0205$$

3. Obtén el error absoluto del área.

$$\Delta A=100\times 0{,}0205=2{,}05\ \text{cm}^{2}\approx 2\ \text{cm}^{2}$$

Cuando das una incertidumbre, ella decide cuántas cifras lleva el resultado: la incertidumbre se escribe con una cifra significativa y el valor se redondea hasta el mismo lugar decimal.

Respuesta: A = (100 ± 2) cm².

5 · Nivel intermedio · 10 ptos

Un cronómetro registra cinco medidas del tiempo de caída de una bola: 2,31 s; 2,35 s; 2,29 s; 2,33 s y 2,32 s. Calcula el valor medio, el error absoluto medio y el error relativo.

⏳ Resuélvelo primero. Después clica para ver la solución.

Muéstrame la respuesta

1. Calcula la media.

$$\bar{t}=\frac{2{,}31+2{,}35+2{,}29+2{,}33+2{,}32}{5}=\frac{11{,}60}{5}=2{,}32\ \text{s}$$

2. Las desviaciones respecto de la media son 0,01; 0,03; 0,03; 0,01 y 0,00. Haz su promedio.

$$\Delta t=\frac{0{,}01+0{,}03+0{,}03+0{,}01+0{,}00}{5}=\frac{0{,}08}{5}=0{,}016\ \text{s}\approx 0{,}02\ \text{s}$$

3. Calcula el error relativo.

$$E_{r}=\frac{0{,}02}{2{,}32}\approx 0{,}009\Rightarrow 0{,}9\%$$

La desviación media (0,016 s) es mayor que la sensibilidad del cronómetro (0,01 s): aquí domina el error aleatorio, y por eso conviene repetir y promediar.

Respuesta: t = (2,32 ± 0,02) s; error relativo ≈ 0,9 %.

6 · Nivel intermedio · 10 ptos

Un bloque metálico de 156,0 g tiene forma de prisma de 2,00 cm × 3,00 cm × 4,00 cm. Calcula su densidad en g/cm³ y en kg/m³.

⏳ Resuélvelo primero. Después clica para ver la solución.

Muéstrame la respuesta

1. Calcula el volumen.

$$V=2{,}00\times 3{,}00\times 4{,}00=24{,}0\ \text{cm}^{3}$$

2. Calcula la densidad.

$$\rho=\frac{m}{V}=\frac{156{,}0\ \text{g}}{24{,}0\ \text{cm}^{3}}=6{,}50\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^{3}}$$

3. Convierte a kg/m³.

$$6{,}50\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^{3}}\times\frac{1\ \text{kg}}{1000\ \text{g}}\times\frac{10^{6}\ \text{cm}^{3}}{1\ \text{m}^{3}}=6{,}50\times 10^{3}\ \frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}}$$

Respuesta: 6,50 g/ cm³ = 6,50 × 10³ kg/ m³ .

7 · Nivel intermedio · 10 ptos

En un laboratorio, un péndulo da como resultado g = 9,65 m/s². El valor aceptado es 9,81 m/s². Calcula el error absoluto y el error porcentual.

⏳ Resuélvelo primero. Después clica para ver la solución.

Muéstrame la respuesta

1. Error absoluto.

$$E_{a}=\left|9{,}65-9{,}81\right|=0{,}16\ \frac{\text{m}}{\text{s}^{2}}$$

2. Error porcentual.

$$E_{\%}=\frac{0{,}16}{9{,}81}\times 100\approx 1{,}6\%$$

Respuesta: Error absoluto 0,16 m/s2; error porcentual ≈ 1,6 %.

8 · Nivel avanzado · 15 ptos

El radio de una esfera se mide como r = (5,00 ± 0,05) cm. Calcula su volumen con su incertidumbre.

⏳ Resuélvelo primero. Después clica para ver la solución.

Muéstrame la respuesta

1. Volumen de la esfera.

$$V=\frac{4}{3}\pi r^{3}=\frac{4}{3}\pi\left(5{,}00\ \text{cm}\right)^{3}\approx 523{,}6\ \text{cm}^{3}$$

2. Como el radio está elevado al cubo, el error relativo se multiplica por 3.

$$\frac{\Delta V}{V}=3\,\frac{\Delta r}{r}=3\times\frac{0{,}05}{5{,}00}=0{,}03$$

3. Error absoluto del volumen.

$$\Delta V=523{,}6\times 0{,}03\approx 15{,}7\ \text{cm}^{3}\approx 16\ \text{cm}^{3}$$

Respuesta: V = (524 ± 16) cm³

9 · Nivel avanzado · 15 ptos

Con un péndulo simple se miden la longitud L = (1,000 ± 0,002) m y el periodo T = (2,007 ± 0,005) s. Sabiendo que el periodo cumple la relación siguiente, calcula g y su incertidumbre.

$$T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}$$

⏳ Resuélvelo primero. Después clica para ver la solución.

Muéstrame la respuesta

1. Despeja g de la fórmula del periodo.

$$T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\ \Rightarrow\ g=\frac{4\pi^{2}L}{T^{2}}$$

2. Sustituye los valores medidos.

$$g=\frac{4\pi^{2}\left(1{,}000\right)}{\left(2{,}007\right)^{2}}\approx 9{,}80\ \frac{\text{m}}{\text{s}^{2}}$$

3. En un cociente se suman los errores relativos; T está al cuadrado, así que su error se multiplica por 2.

$$\frac{\Delta g}{g}=\frac{\Delta L}{L}+2\,\frac{\Delta T}{T}=\frac{0{,}002}{1{,}000}+2\times\frac{0{,}005}{2{,}007}\approx 0{,}0070$$

4. Error absoluto de g.

$$\Delta g=9{,}80\times 0{,}0070\approx 0{,}07\ \frac{\text{m}}{\text{s}^{2}}$$

Interpretación: el valor aceptado, 9,81 m/s2, cae dentro del intervalo de 9,73 m/s2 a 9,87 m/s2, así que la medida es compatible con él.

Respuesta: g = (9,80 ± 0,07) m/s²

10 · Nivel avanzado · 15 ptos

Usa el análisis dimensional para deducir cómo depende el periodo T de un péndulo de su longitud L y de la aceleración de la gravedad g. Supón la relación siguiente, con k adimensional.

$$T=k\,L^{a}\,g^{b}$$

⏳ Resuélvelo primero. Después clica para ver la solución.

Muéstrame la respuesta

1. Escribe las dimensiones de cada magnitud (la letra recta designa la dimensión: T es tiempo y L es longitud).

$$[T]=\text{T},\quad [L]=\text{L},\quad [g]=\text{L}\,\text{T}^{-2}$$

2. Sustituye en la relación propuesta.

$$\text{T}=\text{L}^{a}\left(\text{L}\,\text{T}^{-2}\right)^{b}=\text{L}^{a+b}\,\text{T}^{-2b}$$

3. Iguala los exponentes de cada dimensión. Para T:

$$-2b=1\ \Rightarrow\ b=-\frac{1}{2}$$

Para L:

$$a+b=0\ \Rightarrow\ a=\frac{1}{2}$$

4. Escribe la relación final.

$$T=k\sqrt{\frac{L}{g}}$$

Nota: el análisis dimensional no da el valor de k. Se obtiene con la teoría o con un experimento, y resulta k = 2π.

Respuesta: el periodo es proporcional a la raíz cuadrada del cociente entre L y g.

Marca en cada fila si tu resultado fue correcto o incorrecto. Con 55 puntos o más, apruebas.

Evaluación: Conceptos fundamentales de medición
Correcta	Incorrecta
Problema 1 correcta (2,5 ptos)	Problema 1 incorrecta
Problema 2 correcta (2,5 ptos)	Problema 2 incorrecta
Problema 3 correcta (10 ptos)	Problema 3 incorrecta
Problema 4 correcta (10 ptos)	Problema 4 incorrecta
Problema 5 correcta (10 ptos)	Problema 5 incorrecta
Problema 6 correcta (10 ptos)	Problema 6 incorrecta
Problema 7 correcta (10 ptos)	Problema 7 incorrecta
Problema 8 correcta (15 ptos)	Problema 8 incorrecta
Problema 9 correcta (15 ptos)	Problema 9 incorrecta
Problema 10 correcta (15 ptos)	Problema 10 incorrecta
Correctas marcadas: 0	Incorrectas marcadas: 0
Aprobación mínima: 55 ptos	Estado: ⏳ Pendiente (0/10)
Calificación (suma de correctas)	0 / 100 ptos

📣 ¡Comparte tu puntaje y reta a tus amigos!

WhatsApp Facebook X

Facebook puede ignorar el texto predefinido y compartir solo el enlace. WhatsApp y X sí incluyen el puntaje.

Conclusión

Ya sabes que medir es mucho más que leer un número: es elegir el instrumento adecuado, expresar el resultado con su unidad y admitir que toda medida tiene una incertidumbre. Eso es pensar como un científico.

Has recorrido las magnitudes y unidades del SI, la conversión con factores, la diferencia entre precisión y exactitud, el cálculo de errores y el uso de las cifras significativas. Con esto tienes las herramientas para cualquier laboratorio de Física, Química o Tecnología.

➡️ Siguiente tema del curso Magnitudes escalares y vectoriales. Verás que algunas magnitudes, como la masa o el tiempo, solo necesitan un número; otras, como la velocidad o la fuerza, también necesitan dirección y sentido.

Actividades prácticas:

PARTE I

Resuelve en tu cuaderno y compara solo con la respuesta final. Si no coincide, revisa el paso a paso de los problemas resueltos.

1. Convierte 0,75 L a mL.

750 mL

2. Convierte 90 km/h a m/s.

25 m/s

3. ¿Cuántas cifras significativas tiene 0,030400 m?

5 cifras significativas

4. Escribe 45 000 000 m en notación científica.

4,5 × 10⁷ m

5. Convierte 2,5 × 10³ mm a metros.

2,5 m

6. Una longitud de 24,5 cm se midió con error absoluto de 0,5 cm. Calcula el error porcentual.

$$E_{\%}=\frac{0{,}5}{24{,}5}\times 100\approx 2{,}0\%$$

7. Calcula la media de 10,2; 10,4; 10,1 y 10,5.

$$\bar{x}=\frac{10{,}2+10{,}4+10{,}1+10{,}5}{4}=10{,}3$$

8. Calcula el área de un círculo de radio 3,0 cm (2 cifras significativas).

$$A=\pi r^{2}=\pi\left(3{,}0\ \text{cm}\right)^{2}\approx 28\ \text{cm}^{2}$$

9. Convierte 5 g/cm³ a kg/m³.

5000 kg/m³

10. Un objeto de 0,500 kg ocupa 250 cm³. Calcula su densidad en g/cm³.

$$\rho=\frac{500\ \text{g}}{250\ \text{cm}^{3}}=2{,}00\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^{3}}$$

PARTE II

Actividades individuales

Mide con una regla el largo de tu libro y escribe el resultado con su incertidumbre.
Convierte tu altura de centímetros a metros y a milímetros.
Escribe tres magnitudes que uses hoy y la unidad más adecuada para cada una.
Busca dos ejemplos de errores sistemáticos en la vida diaria.

Actividades colaborativas

Concurso de estimación (equipos de 3): estimen la longitud del aula y luego midan. Calculen el error porcentual de cada equipo.
Cronometrar en cadena: cada integrante mide 5 veces el tiempo de caída de un objeto. Comparen medias y errores y expliquen las diferencias.
Debate: ¿qué sistema es más práctico, el métrico o el imperial? Preparen argumentos a favor y en contra.

Actividad de aplicación real: proyecto corto

🔬 Proyecto: «¿A qué velocidad camino?»

Materiales: cinta métrica o metro, cronómetro (o móvil) y cuaderno.
1. Marca un tramo de 20 m en un espacio seguro y con la supervisión de un adulto o de tu docente.
2. Camina el tramo 5 veces a ritmo normal y anota cada tiempo.
3. Calcula el tiempo medio y su error absoluto medio.
4. Calcula tu velocidad en m/s y en km/h con las cifras significativas correctas.
5. Repite el recorrido a paso ligero (solo si tu docente lo autoriza) y compara los resultados en una tabla.
Entrega: tabla de datos, cálculos, conclusión de 5 líneas y una propuesta para mejorar la precisión.
Se valora: unidades correctas, cifras significativas, cálculo del error y claridad.

Preguntas frecuentes (FAQs)

Estas preguntas recogen los errores y las ideas equivocadas más habituales. Antes de leer cada respuesta, elige tu opción: es tu mini-encuesta de autocomprobación.

1. ¿La masa y el peso son lo mismo?
🗳️ Tu voto: ☐ Sí ☐ No ☐ Depende

No. La masa mide la cantidad de materia y se expresa en kilogramos; no cambia de un lugar a otro. El peso es una fuerza, se mide en newton y depende de la gravedad:

$$P=m\,g$$

Una persona de 60 kg pesa unos 589 N en la Tierra (g ≈ 9,81 m/s²) y unos 97 N en la Luna (g ≈ 1,62 m/s²). Su masa es la misma en ambos sitios.

2. Si mis medidas son muy precisas, ¿entonces son exactas?
🗳️ Tu voto: ☐ Sí ☐ No

No. Una balanza mal calibrada puede dar siempre 502 g para un objeto de 500 g: muy precisa, pero no exacta. La precisión habla de repetición; la exactitud, de cercanía al valor real.

3. ¿Cuantos más decimales muestre mi calculadora, más exacta es mi medida?
🤔 Antes de responder, pregúntate: ¿mi regla puede distinguir décimas de milímetro?

No. Los decimales que salen de la calculadora no mejoran el instrumento. Redondea siempre según las cifras significativas de tus datos.

4. ¿Un error de medición significa que me equivoqué?
🗳️ Tu voto: ☐ Sí ☐ No ☐ A veces

No necesariamente. Toda medida tiene incertidumbre, aunque la hagas perfectamente. Una equivocación (leer mal, anotar mal) es distinta de la incertidumbre propia del instrumento y del método. La primera se evita; la segunda se cuantifica.

5. ¿Es lo mismo escribir 0,5 m que 0,50 m?
🤔 Reto rápido: ¿cuántas cifras significativas tiene cada uno?

Magnitudes físicas

25 septiembre, 202627 marzo, 2024 por Profesor Yohendy Guzmán

Las magnitudes físicas son las propiedades de un objeto o fenómeno que se pueden medir con un número y una unidad, como 3 metros o 5 kilogramos. Las magnitudes físicas se dividen en fundamentales (longitud, masa, tiempo, corriente eléctrica, temperatura, cantidad de sustancia e intensidad luminosa) y derivadas (velocidad, área, fuerza, energía…), que se calculan combinando las fundamentales. Todas se miden con instrumentos y se expresan en unidades del Sistema Internacional (SI), el lenguaje común de la ciencia en todo el mundo.

💡 Antes de empezarTen a mano lápiz y papel: al final de cada bloque encontrarás ejercicios para comprobar si lo has entendido, con la solución incluida.

¿Qué son las magnitudes físicas?

Imagina que estás en un parque lleno de cosas fascinantes: árboles altísimos, patos nadando en un lago y gente jugando con pelotas de diferentes tamaños. Cada uno de estos elementos tiene características que puedes observar y describir. Pero, ¿cómo hablar de ellas con precisión? Aquí es donde entran en juego las magnitudes físicas.

Parque con árboles, patos en un lago y niños jugando con pelotas, ejemplo cotidiano de magnitudes físicas. — Un parque cotidiano esconde múltiples magnitudes físicas: la altura de los árboles, la masa de las pelotas y el tiempo que tarda un pato en cruzar el lago.

Una magnitud física es una propiedad o característica de un objeto o fenómeno que puede medirse y expresarse mediante un número (la cantidad) y una unidad de medida. Por ejemplo, la altura de un árbol se describe con la magnitud longitud, el peso de una pelota con la magnitud masa, y la duración de una vuelta de un pato al lago con la magnitud tiempo.

Definición clave: Una magnitud física es una propiedad de un objeto o fenómeno que puede ser medida y cuantificada mediante un número y una unidad de medida. Se clasifican en fundamentales y derivadas.

🎓 ¿Necesitas ayuda para comprender este tema?

En LaProfeMatematik acompañamos a estudiantes de secundaria, bachillerato y universidad mediante clases online.

Explicaciones paso a paso

Resolución de ejercicios

Preparación para exámenes

Seguimiento personalizado

Precios accesibles

No importa si comienzas desde cero o solo necesitas reforzar un tema específico; adaptamos cada clase a tus necesidades.

Agendar mi clase online

Magnitudes escalares y magnitudes vectoriales

No todas las magnitudes se describen de la misma forma. Según la información que aportan, se dividen en dos grandes grupos:

Magnitudes escalares: quedan completamente definidas con un número y una unidad. Ejemplos: la masa (2 kg), la temperatura (20 °C) o el tiempo (5 s).

Magnitudes vectoriales: además del número y la unidad, necesitan una dirección y un sentido para quedar bien definidas. Ejemplos: la velocidad (80 km/h hacia el norte) o la fuerza (10 N hacia abajo).

Un truco para reconocerlas en un examen: si al responder “¿hacia dónde?” la pregunta tiene sentido, la magnitud es vectorial; si no, es escalar.

Las 7 magnitudes fundamentales

Las magnitudes fundamentales, también llamadas magnitudes básicas, se definen por sí mismas y no a partir de otras magnitudes. Son la base sobre la que se construyen todas las demás. El Sistema Internacional reconoce siete:

Magnitud	Símbolo	Instrumento de medida
Longitud	l	Regla, cinta métrica, calibre (pie de rey), teodolito, GPS
Masa	m	Balanza, balanza analítica
Tiempo	t	Reloj, cronómetro, reloj atómico
Corriente eléctrica	I	Amperímetro, multímetro
Temperatura	T	Termómetro (digital, infrarrojo)
Cantidad de sustancia	n	Cálculo a partir de la masa y la masa molar
Intensidad luminosa	Iv	Fotómetro, esfera integradora

Descripciones ampliadas:

Longitud: Es la distancia entre dos puntos. Se utiliza en casi todos los campos de la ciencia y la tecnología, desde medir una mesa hasta calcular la distancia entre planetas.

Midiendo con un Pie de rey la longitud de un borrador, con graduación en centímetros visibles — Medición de un borrador con un Pie de rey (vernier)

Masa: Es la cantidad de materia que contiene un objeto. Es una propiedad intrínseca que no cambia con la posición del objeto en el espacio (a diferencia del peso, que sí depende de la gravedad del lugar).

Balanza de laboratorio con platillos midiendo la masa de un objeto

Tiempo: Cuantifica la duración de los eventos y el intervalo entre ellos. Es imprescindible para entender el movimiento y la dinámica de los sistemas.

Cronómetro usado para medir los segundos de un experimento realizado en un taller

Corriente eléctrica: Es el flujo de carga eléctrica a través de un conductor. Es esencial para el estudio de la electricidad y el magnetismo.

Temperatura: Mide la energía térmica de un cuerpo, es decir, cuán caliente o frío está.

Termómetro infrarrojo digital mostrando una lectura de temperatura en farenheit

Cantidad de sustancia: Mide el número de entidades elementales (átomos, moléculas, iones) presentes en una muestra. Se usa en química: un mol de cualquier sustancia contiene siempre el mismo número de partículas, el número de Avogadro (6,022 × 10²³).

Intensidad luminosa: Mide la potencia emitida por una fuente de luz en una dirección concreta, ponderada según la sensibilidad del ojo humano.

Fotómetro midiendo la luz emitida por una bombilla LED

Notación científica y cifras significativas: por qué importan

Muchas magnitudes físicas manejan números extremadamente grandes o pequeños: el número de Avogadro (6,022 × 10²³) o el diámetro de un átomo (≈1 × 10⁻¹⁰ m). Escribirlos con todos sus ceros sería poco práctico, por eso se usa la notación científica. Además, al medir, no todas las cifras que obtenemos son igual de fiables: las cifras significativas indican qué dígitos de una medida son realmente precisos. Si quieres profundizar en este tema con ejemplos resueltos, consulta el artículo Cifras significativas.

Magnitudes derivadas: cómo se construyen

Las magnitudes derivadas se obtienen a partir de las magnitudes fundamentales, combinándolas mediante multiplicación o división.

Ejemplo guiado: Calcula el área de un rectángulo cuya base mide 10 cm y cuyo ancho mide 5 cm. Fórmula: A = b · h → A = 10 cm × 5 cm = 50 cm². Observa que ha aparecido una nueva magnitud, el área, obtenida multiplicando dos magnitudes fundamentales de longitud. Por eso decimos que el área es una magnitud derivada.

Magnitud derivada	Fórmula	Cómo se construye	Ejemplo práctico
Velocidad	v = d / t	Cociente entre el desplazamiento (longitud) y el tiempo.	Medir con una app de cronómetro la velocidad media al caminar 20 m.
Aceleración	a = v / t	Cociente entre la velocidad (derivada) y el tiempo (fundamental).	Calcular la aceleración de una bici que pasa de 0 a 5 m/s en 2 s.
Fuerza	F = m · a	Combina la masa (fundamental) y la aceleración (derivada); es la 2.ª ley de Newton.	Medir con un dinamómetro la fuerza que un imán ejerce sobre un clip.
Energía	Ec = ½ m v²	Se deriva de la masa, la longitud y el tiempo, en distintas formas (cinética, potencial…).	Calcular la energía cinética de una bicicleta en movimiento.
Potencia	P = E / t	Tasa a la que se realiza trabajo o se transfiere energía; combina una magnitud derivada y una fundamental.	Medir con un vatímetro el consumo de un electrodoméstico.
Presión	P = F / A	Fuerza aplicada perpendicularmente sobre una superficie, por unidad de área.	Medir la presión de los neumáticos con un manómetro, o la atmosférica con un barómetro.

El Sistema Internacional de Unidades (SI): la actualización de 2019

Cada magnitud física se acompaña de una unidad específica: la cantidad numérica y la unidad forman un dúo inseparable, como el nombre y el apellido de una persona. Desde el 20 de mayo de 2019, las siete unidades básicas del SI ya no dependen de objetos físicos de referencia (como el antiguo cilindro de platino-iridio que definía el kilogramo), sino de constantes fundamentales de la naturaleza, que son universales e invariables:

El kilogramo (kg) se define a partir de la constante de Planck (h).

El amperio (A) se define a partir de la carga elemental del electrón (e).

El kelvin (K) se define a partir de la constante de Boltzmann (k).

El mol (mol) se define a partir del número de Avogadro (NA).

El metro, el segundo y la candela ya se basaban previamente en constantes (velocidad de la luz, transición del átomo de cesio y eficacia luminosa, respectivamente).

Esta actualización no cambia el tamaño de las unidades que usamos a diario (1 kg sigue “pesando” lo mismo), pero hace que la ciencia sea más precisa y reproducible en cualquier laboratorio del mundo, sin depender de un objeto físico único guardado en Francia.

Razones por las cuales son fundamentales las unidades en la ciencia y la tecnología

Proporcionan consistencia: Al utilizar unidades estándar, las mediciones realizadas en diferentes lugares y por diferentes personas son comparables.

Facilitan la comunicación: Ofrecen un lenguaje común que científicos, ingenieros, docentes y estudiantes pueden usar para compartir información cuantitativa.

Permiten precisión y exactitud: Las definiciones precisas de las unidades permiten mediciones exactas y reproducibles.

Son la base de los estándares internacionales: Están reguladas por organismos como la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM), garantizando su uniformidad mundial.

Tabla resumen: unidades básicas y derivadas

Tipo	Magnitud	Unidad	Símbolo
Básica	Longitud	metro	m
Básica	Masa	kilogramo	kg
Básica	Tiempo	segundo	s
Básica	Corriente eléctrica	amperio	A
Básica	Temperatura	kelvin	K
Básica	Cantidad de sustancia	mol	mol
Básica	Intensidad luminosa	candela	cd
Derivada	Velocidad	metro por segundo	m/s
Derivada	Aceleración	metro por segundo al cuadrado	m/s²
Derivada	Fuerza	newton (N = kg·m/s²)	N
Derivada	Energía	julio (J = kg·m²/s²)	J
Derivada	Potencia	vatio (W = kg·m²/s³)	W
Derivada	Presión	pascal (Pa = kg/(m·s²))	Pa

Errores e incertidumbre en la medición

Ninguna medida es perfecta: siempre existe un margen de error asociado al instrumento y a quien mide. Distinguimos dos tipos principales:

Error sistemático: se repite siempre en la misma dirección (por ejemplo, una balanza mal calibrada que añade 2 g de más en cada pesada).

Error aleatorio: varía de forma impredecible entre medidas (por ejemplo, el tiempo de reacción al pulsar un cronómetro).

La apreciación de un instrumento es la medida más pequeña que puede distinguir. Una regla escolar suele apreciar 1 mm; un cronómetro digital, 0,01 s. Al anotar una medida experimental, siempre debe indicarse con su unidad y, cuando sea posible, con su incertidumbre (por ejemplo, 12,4 ± 0,1 cm).

Guía paso a paso: cómo identificar y clasificar una magnitud física

1. Lee el enunciado o la situación

Identifica qué propiedad del objeto o fenómeno se está describiendo (¿qué tan largo, pesado, caliente o rápido es?).

2. Pregúntate si se puede medir con un número y una unidad

Si la respuesta es sí, estás ante una magnitud física; si no (por ejemplo, “la belleza” de un paisaje), no lo es.

3. Comprueba si necesita dirección

Si además de cantidad hace falta indicar “hacia dónde”, es una magnitud vectorial; si no, es escalar.

4. Determina si es fundamental o derivada

¿Se mide directamente con un instrumento (fundamental) o se calcula combinando otras magnitudes con una fórmula (derivada)?.

5. Identifica la unidad del SI que le corresponde

Usa la tabla resumen de la sección anterior para comprobar la unidad y el símbolo correctos.

6. Elige el instrumento adecuado y anota el resultado

Registra siempre el número, la unidad y, si es posible, la incertidumbre de la medida.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1 — Clasificar una magnitud

Clasifica la magnitud “temperatura de una habitación” como fundamental o derivada, y como escalar o vectorial.

Solución: Es una magnitud fundamental (se mide directamente con un termómetro, no se calcula combinando otras). Es escalar, porque queda totalmente definida con un número y una unidad (por ejemplo, 22 °C), sin necesidad de dirección.

Ejemplo 2 — Magnitud derivada: velocidad

Un ciclista recorre 300 m en 25 s en línea recta. Calcula su velocidad media.

Solución: v = d / t = 300 m / 25 s = 12 m/s. Es una magnitud derivada (combina longitud y tiempo) y vectorial (tiene dirección: la del desplazamiento del ciclista).

Ejemplo 3 — Unidades derivadas: fuerza

Calcula la fuerza necesaria para dar a un objeto de 4 kg una aceleración de 3 m/s².

Solución: F = m · a = 4 kg × 3 m/s² = 12 kg·m/s² = 12 N. La unidad newton (N) es una unidad derivada del SI.

Ejemplo 4 — Notación científica

El diámetro medio de un glóbulo rojo es de aproximadamente 0,000007 m. Exprésalo en notación científica.

Solución: 0,000007 m = 7 × 10⁻⁶ m. Se cuentan los lugares que se desplaza la coma (6) y, como el número original es menor que 1, el exponente es negativo.

Simulador para manipular magnitudes físicas

Te sugiero el simulador de densidad de Phet aquí podrás manipular las magnitudes de forma visual e interactiva, ideal para reforzar la comprensión antes de resolver los ejercicios.

¿De qué trata: el simulador Densidad de PhET te deja construir bloques de distintos materiales (o uno personalizado) cambiando su masa y su volumen, y soltarlos en agua para ver si flotan o se hunden. Es la herramienta ideal para comprobar de forma visual que la densidad es una magnitud derivada (ρ = m / V) y no depende del tamaño del objeto, solo del material.

Cómo explorar el simulador (predice antes de ver):

Predice (antes de tocar nada): Antes de mover cualquier control, escribe en tu cuaderno una hipótesis: “¿Este bloque de madera flotará o se hundirá en agua? ¿Y uno del mismo tamaño pero de hierro?”. Justifica tu respuesta con lo que ya sabes sobre masa y volumen.

Observa: Ahora sí, en el modo “Comparar” o “Personalizado”, coloca el bloque en el agua y observa qué ocurre realmente. Anota el resultado.

Mide y calcula: Usa la balanza para leer la masa y el propio bloque (o el agua desplazada) para estimar el volumen. Calcula la densidad con ρ = m / V y compárala con la tabla de densidades que ofrece el simulador.

Compara tu predicción con el resultado: ¿Acertaste? Si no, ¿qué parte de tu razonamiento inicial estaba equivocada? Este es el paso más importante: aprender de la diferencia entre lo que esperabas y lo que ha pasado.

Repite cambiando una sola variable: Mantén el material y cambia solo el volumen, o mantén el volumen y cambia solo la masa. Vuelve a predecir antes de observar cada vez, hasta comprobar que la densidad de un material no cambia aunque cambie su tamaño.

A continuación, el simulador de Phet:

Preguntas frecuentes sobre las magnitudes físicas

1. ¿Qué es una magnitud física?

Es cualquier propiedad de un objeto o fenómeno que se puede medir y expresar mediante un número y una unidad, como la longitud, la masa o el tiempo.

2. ¿Cuántas magnitudes fundamentales existen?

El Sistema Internacional reconoce siete: longitud, masa, tiempo, corriente eléctrica, temperatura, cantidad de sustancia e intensidad luminosa.

3. ¿Cuál es la diferencia entre magnitud fundamental y derivada?

La fundamental se mide directamente y no depende de otras (como la masa); la derivada se calcula combinando dos o más magnitudes fundamentales mediante una fórmula (como la velocidad, que combina longitud y tiempo).

4. ¿Qué diferencia hay entre magnitud escalar y vectorial?

La escalar queda definida solo con un número y una unidad (por ejemplo, 5 kg); la vectorial necesita además una dirección y un sentido (por ejemplo, 10 N hacia abajo).

5. ¿Qué es el Sistema Internacional de Unidades (SI)?

Es el conjunto de unidades de medida acordado internacionalmente para expresar las magnitudes físicas de forma unificada, regulado por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM).

6. ¿Por qué se redefinió el kilogramo en 2019?

Porque antes dependía de un objeto físico único (un cilindro de platino-iridio) que podía perder o ganar masa con el tiempo. Desde 2019 se define a partir de la constante de Planck, una constante universal e invariable.

7. ¿Es lo mismo masa que peso?

No. La masa es la cantidad de materia de un cuerpo y no cambia; el peso es la fuerza con la que la gravedad atrae esa masa, y sí varía según el lugar (por ejemplo, es menor en la Luna).

8. ¿Qué instrumento se usa para medir cada magnitud fundamental?

Longitud: regla o cinta métrica. Masa: balanza. Tiempo: cronómetro o reloj. Corriente: amperímetro. Temperatura: termómetro. Cantidad de sustancia: cálculo a partir de la masa molar. Intensidad luminosa: fotómetro.

9. ¿Por qué se usa la notación científica en física?

Porque permite escribir números muy grandes o muy pequeños (como el número de Avogadro o el tamaño de un átomo) de forma compacta y fácil de comparar.

10. ¿Cómo sé si una unidad es básica o derivada?

Si corresponde a una de las siete magnitudes fundamentales (metro, kilogramo, segundo, amperio, kelvin, mol, candela), es básica; si resulta de combinar varias unidades básicas mediante una fórmula (como el newton o el pascal), es derivada.

Actividades (dificultad progresiva)

Básico (1.º-2.º ESO)

Indica si las siguientes magnitudes son fundamentales o derivadas: masa, velocidad, tiempo, área, temperatura.

Escribe la unidad del SI y su símbolo para: longitud, masa, tiempo y corriente eléctrica.

Convierte 2,5 metros a centímetros y a milímetros.

Explica con tus palabras la diferencia entre magnitud y unidad.

Intermedio (2.º-3.º ESO)

Un coche recorre 150 km en 2 horas. Calcula su velocidad media en km/h y conviértela a m/s.

Calcula la fuerza necesaria para acelerar un carrito de 8 kg a razón de 2,5 m/s².

Clasifica como escalares o vectoriales: masa, fuerza, temperatura, velocidad, tiempo, aceleración.

Expresa en notación científica: 45 000 000 m y 0,00032 kg.

Un envase indica “500 mL”. Expresa esa cantidad en litros y en metros cúbicos.

Avanzado (3.º-4.º ESO)

Un objeto de 5 kg cae libremente. Calcula la fuerza peso que actúa sobre él (usa g = 9,8 m/s²) y su energía potencial a 10 m de altura.

Un motor realiza un trabajo de 3 600 J en 12 s. Calcula su potencia en vatios y exprésala también en caballos de vapor (1 CV ≈ 735 W).

Una regla tiene una apreciación de 1 mm. Si mides el lado de una mesa y obtienes 84,3 cm, expresa el resultado con su incertidumbre.

Deduce, a partir de las unidades, si la expresión P = F/A (presión) es dimensionalmente correcta si F se mide en newton y A en metros cuadrados.

Clave de respuestas

Básico

Fundamentales: masa, tiempo, temperatura. Derivadas: velocidad, área.
Longitud: metro (m). Masa: kilogramo (kg). Tiempo: segundo (s). Corriente eléctrica: amperio (A).
2,5 m = 250 cm = 2 500 mm.
Una magnitud es la propiedad que se mide (por ejemplo, la longitud); la unidad es el patrón con el que se expresa esa medida (por ejemplo, el metro).

Intermedio

v = 150 km / 2 h = 75 km/h ≈ 20,8 m/s.
F = m·a = 8 kg × 2,5 m/s² = 20 N.
Escalares: masa, temperatura, tiempo. Vectoriales: fuerza, velocidad, aceleración.
45 000 000 m = 4,5 × 10⁷ m; 0,00032 kg = 3,2 × 10⁻⁴ kg.
500 mL = 0,5 L = 0,0005 m³ (5 × 10⁻⁴ m³).

Avanzado

Peso: F = m·g = 5 kg × 9,8 m/s² = 49 N. Energía potencial: Ep = m·g·h = 5 × 9,8 × 10 = 490 J.
P = E/t = 3 600 J / 12 s = 300 W ≈ 0,41 CV.
84,3 cm ± 0,1 cm (o 843 ± 1 mm), ya que la apreciación del instrumento es de 1 mm.
Sí es correcta: N/m² = (kg·m/s²)/m² = kg/(m·s²), que es precisamente la unidad del pascal.

Retos para ir más allá

Reto 1: Diseña un experimento sencillo (con materiales caseros) para medir la densidad de una piedra irregular. Indica qué magnitudes fundamentales necesitas medir y qué instrumentos usarías.

Reto 2: Investiga por qué el segundo, a diferencia del antiguo kilogramo, no necesitó redefinirse en 2019, y explica en qué se basa su definición actual.

Reto 3: Elige tres objetos de tu casa y, para cada uno, identifica una magnitud fundamental y una derivada que puedas medir o calcular; estima primero el valor y luego compáralo con una medida real.