Los 2 tipos de magnitudes: Escalares y Vectoriales

En este artículo de Ensamble de Ideas, intentaremos explicarte de una forma rápida y sencilla la diferencia entre las magnitudes escalares y vectoriales, dándote ejemplos de cada uno y todo lo necesario para que seas un experto en el tema. Además, al final encontrarás varios ejercicios que te ayudarán a autoevaluarte sobre este grandioso tema que seguro estás viendo en tus clases de fisicoquímica o física.

En el vasto campo de la física, el estudio de las magnitudes escalares y vectoriales es esencial para comprender y describir una amplia gama de fenómenos naturales y procesos físicos. Estas magnitudes, presentes en diversas ramas de la ciencia, nos permiten cuantificar y representar características fundamentales del mundo que nos rodea.

¿Qué es una magnitud?

En física, una magnitud se refiere a una propiedad o característica cuantificable de un objeto o fenómeno que puede medirse o expresarse numéricamente. Estas magnitudes son fundamentales para describir y comprender los fenómenos físicos y su interacción en el universo.

Ejemplos de magnitudes comunes en Física

1. Longitud: La longitud es una magnitud que representa la medida de una dimensión espacial en línea recta. Es decir, la distancia entre dos puntos en el espacio. Se mide en unidades como metros (m), centímetros (cm) o kilómetros (km). Te sugerimos el estudio de las unidades de longitud haciendo click aquí.
2. Tiempo: El tiempo es una magnitud que indica la duración o secuencia de eventos. Se utiliza para medir intervalos entre sucesos o para cuantificar la duración de un proceso. Se mide en unidades como segundos (s), minutos (min) o horas (h).
3. Temperatura: La temperatura es una magnitud que representa el nivel de calor o frío de un objeto o sistema. Indica la energía cinética promedio de las partículas que lo componen. Se mide en unidades como grados Celsius (°C) o Kelvin (K). Te sugerimos el estudio de las unidades de longitud haciendo click aquí.
4. Energía: La energía es una magnitud asociada a la capacidad de realizar trabajo o producir cambios en un sistema físico. Existen diferentes formas de energía, como la energía cinética (asociada al movimiento), la energía potencial (asociada a la posición) y la energía térmica (asociada al calor). Se mide en unidades como julios (J) o kilovatios-hora (kWh). Te sugerimos el estudio de las unidades de longitud haciendo click aquí.

Estos ejemplos ilustran algunas magnitudes comunes en física, pero existen muchas otras, como la velocidad, la aceleración, la fuerza, la presión, la carga eléctrica, entre otras. Cada una de estas magnitudes desempeña un papel importante en la descripción y comprensión de los fenómenos físicos en el mundo que nos rodea.

¿Qué tipos de magnitudes existen?

En física, existen dos tipos principales de magnitudes: magnitudes escalares y magnitudes vectoriales.

1. Magnitudes escalares: Las magnitudes escalares son aquellas que se describen únicamente mediante un número y una unidad de medida. Estas magnitudes no tienen dirección ni sentido asociados, solo tienen una magnitud o valor numérico. En otras palabras, para describirlas solo es necesario el número y la unidad. Algunos ejemplos de magnitudes escalares son:

• Longitud
• Masa
• Tiempo
• Temperatura
• Energía
• Presión
• Densidad
• Volumen

¿Pero de qué hablamos cuando decimos número y unidad?
Observa el siguiente ejemplo:

m=30 kg

Verás que la “m” designa la magnitud. En este caso, la masa. El “30” indica el número y “kg” es la unidad. Las unidades se escriben generalmente detrás del número y no puede faltar en tus respuestas de física.

¿Qué es una unidad?

En física, una unidad se refiere a una cantidad estandarizada utilizada para medir una magnitud física específica. Las unidades son indispensables para cuantificar y comparar diferentes fenómenos físicos de manera consistente.

2. Magnitudes vectoriales: Las magnitudes vectoriales son aquellas que no solo tienen una magnitud, sino también una dirección y un sentido en el espacio. Para describir completamente una magnitud vectorial, es necesario especificar tanto su valor numérico como la dirección en la que actúa. Algunos ejemplos de magnitudes vectoriales son:

• Velocidad
• Aceleración
• Fuerza
• Desplazamiento
• Momento lineal (cantidad de movimiento)
• Impulso
• Campo eléctrico
• Campo magnético

Las magnitudes vectoriales se representan utilizando vectores, que son segmentos de recta con una longitud que representa la magnitud y una dirección que indica la dirección y sentido de la magnitud. En otras palabras, una magnitud vectorial necesita ser descripta con mucho más que el número y la unidad.

¿Qué es un vector?

Un vector es un segmento orientado que presenta punto de aplicación, sentido, dirección y módulo (también llamado intensidad).

Es importante tener en cuenta la diferencia entre estos dos tipos de magnitudes, ya que afecta cómo se operan y combinan en cálculos físicos. En muchos casos, es necesario considerar tanto magnitudes escalares como vectoriales para obtener resultados precisos y significativos en el análisis y la resolución de problemas físicos.

Actividades

1. ¿Cuál es la diferencia fundamental entre una magnitud escalar y una magnitud vectorial?
2. ¿Por qué es necesario considerar tanto la magnitud como la dirección al describir una magnitud vectorial?
3. Enumera tres ejemplos de magnitudes escalares y tres ejemplos de magnitudes vectoriales. Investiga con qué símbolos o letras se representa cada magnitud y da al menos 3 unidades con las que se puedan medir esas magnitudes. Por ejemplo: “Fuerza” es una mangitud vectorial. Se representa con la letra “F” y puede ser medida con las siguientes unidades: newtons, kilogramo-fuerzas o libra-fuerza.

Recursos docentes

¿Eres docente? Aquí tienes tres recursos educativos en español que utilizan simulaciones o juegos interactivos para enseñar magnitudes en física:

1. PhET Interactive Simulations – Magnitudes y Medidas: En el sitio web de PhET, desarrollado por la Universidad de Colorado, encontrarás una amplia colección de simulaciones interactivas en diferentes áreas de la física. La simulación “Magnitudes y Medidas” permite a los estudiantes explorar y medir magnitudes escalares y vectoriales en diferentes situaciones. Pueden experimentar con el desplazamiento, la velocidad y la aceleración en un entorno virtual interactivo. Enlace: https://phet.colorado.edu/es/simulation/vector-addition
2. FisicaLab – Magnitudes Escalares y Vectoriales: FisicaLab es un software de simulación gratuito desarrollado por la Universidad de Extremadura en España. El programa ofrece una amplia gama de experimentos virtuales en física, incluyendo magnitudes escalares y vectoriales. La actividad “Magnitudes Escalares y Vectoriales” permite a los estudiantes comprender y practicar la suma de vectores y la descomposición de fuerzas. Enlace: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisikalab/magnitudes/magnitudes.htm
3. Juegos Didácticos de Ciencias – Magnitudes y Unidades: La página web Juegos Didácticos de Ciencias ofrece una colección de juegos interactivos para aprender y practicar conceptos científicos. El juego “Magnitudes y Unidades” permite a los estudiantes poner a prueba sus conocimientos sobre magnitudes y unidades en física. Incluye preguntas y desafíos relacionados con la conversión de unidades, la comparación de magnitudes y la resolución de problemas. Enlace: http://www.juegosdidacticosciencias.com/magnitudes_y_unidades.html

Estos recursos brindan a los estudiantes una experiencia práctica e interactiva para comprender y aplicar conceptos de magnitudes en física de manera entretenida.