Longitud para niños
Datos para niños Longitud (L) |
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| Magnitud | Longitud (L) | |
| Tipo | Magnitud extensiva | |
| Unidad SI | metro (m) | |
| Otras unidades | pársec (pc) año luz unidad astronómica (ua) milla (mi) pulgada (in) ångström (Å) longitud de Planck (ℓP) |
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La longitud es una medida que nos dice qué tan lejos están dos puntos o qué tan largo es un objeto. Es como la distancia que recorres en línea recta. Por ejemplo, la longitud de un lápiz es lo que mide de un extremo al otro.
Es una de las medidas básicas en la ciencia. Esto significa que no se puede explicar usando otras medidas más simples. Muchas otras medidas, como el área o el volumen, se basan en la longitud.
La longitud mide una sola dirección, como el largo de una calle. El área mide dos direcciones (largo y ancho), como el tamaño de un campo de fútbol. El volumen mide tres direcciones (largo, ancho y alto), como la cantidad de agua en una piscina.
A veces, la longitud de un objeto puede parecer diferente para distintas personas. Esto ocurre si una persona se mueve muy rápido, según la teoría de la relatividad especial de Albert Einstein.
El largo de un objeto es la medida de su lado más extenso. En un objeto con forma de caja, el largo suele ser la medida más grande de su base.
Contenido
¿Cómo se mide la longitud?
Las mediciones de longitud son muy importantes desde hace mucho tiempo. Los seres humanos las usaron para la agricultura, construir casas y comerciar. Hoy en día, necesitamos medidas muy precisas para cosas como la electrónica o para calcular distancias en el espacio.
Unidades de medida antiguas
Una de las primeras unidades de longitud fue el codo. Se definía como la distancia desde el codo hasta la punta del dedo medio de una persona. Otras unidades antiguas eran el pie (unidad), la mano y el dedo. El problema era que estas medidas variaban mucho, porque cada persona tiene un tamaño diferente.
La longitud en la ciencia moderna
Después de que Albert Einstein propusiera su relatividad especial, los científicos entendieron que la longitud de un objeto no es siempre la misma para todos los que la miden. Si un objeto se mueve muy rápido, su longitud puede parecer diferente a la de alguien que está quieto. Esto significa que la longitud puede cambiar según quién la observe.
La longitud en las matemáticas
En matemáticas, la longitud se definió primero para líneas rectas. La distancia euclídea nos ayuda a saber la longitud de un segmento recto. Para medir curvas, como un círculo, se usaba un método parecido a enrollar una cuerda alrededor de la curva y luego estirarla para medirla.
Curvas en dos dimensiones
Hoy, la idea de longitud se usa mucho en la geometría diferencial de curvas. También se puede calcular la longitud de una curva aproximándola con muchos segmentos rectos pequeños, como si fuera un camino hecho de muchos pasos cortos. Los antiguos griegos, como Arquímedes, ya usaban polígonos para calcular el perímetro de un círculo. Con el cálculo infinitesimal, se pudo medir la longitud de curvas muy complejas.
En el siglo XIX, algunos matemáticos descubrieron que hay curvas que son continuas (no se rompen), pero que son tan irregulares que su longitud es infinita, ¡aunque ocupen un espacio limitado! Un ejemplo es la curva de Koch.
Curvas en tres dimensiones
En un espacio con tres dimensiones (largo, ancho y alto), la longitud de una curva se calcula de una forma más compleja. Se usan fórmulas matemáticas para sumar las pequeñas longitudes de cada parte de la curva.
La longitud en la física
En la mecánica clásica, que es la física más antigua, se pensaba que la longitud era siempre la misma, sin importar quién la midiera. También se creía que el espacio era como un espacio plano, como una hoja de papel.
Pero la teoría de la relatividad general de Albert Einstein cambió esto. Esta teoría dice que el espacio puede curvarse si hay objetos muy grandes, como planetas o estrellas. Así, la forma en que medimos la longitud puede cambiar un poco.
En la teoría cuántica de campos, que estudia las cosas muy, muy pequeñas, algunos científicos piensan que la idea de distancia podría no funcionar tan bien a escalas diminutas, como la longitud de Planck.
Unidades de longitud
Existen muchas unidades para medir la longitud. Algunas se basan en partes del cuerpo humano, otras en distancias en la Tierra o en objetos específicos.
Sistema Internacional de Unidades
En el Sistema Internacional (SI), la unidad principal de longitud es el metro. Hoy en día, el metro se define usando la velocidad de la luz. Otras unidades comunes que derivan del metro son el centímetro (cien veces más pequeño) y el kilómetro (mil veces más grande).
Unidades para distancias grandes y pequeñas
Para medir distancias enormes en el espacio, como en la astronomía, usamos unidades mucho más grandes:
- La unidad astronómica (UA): la distancia promedio entre la Tierra y el Sol.
- El año luz: la distancia que la luz viaja en un año.
- El pársec: una unidad aún más grande que el año luz.
Para medir distancias muy pequeñas, como las que se usan en la química o la física atómica, se utilizan unidades como:
- El micrómetro: una millonésima parte de un metro.
- El ångström: aún más pequeño que el micrómetro.
- La longitud de Planck: una distancia increíblemente pequeña, la más pequeña que la física actual puede describir.
¿Para qué usamos la longitud?
Longitud de un arco
En geometría, a menudo necesitamos calcular la longitud de las curvas. Esto es útil para diseñar y construir cosas. Por ejemplo, para hacer un tanque cilíndrico, hay que saber la longitud de la lámina de metal que se va a doblar para formar su cuerpo.
Longitud de un objeto
La longitud de un objeto es la distancia entre sus dos puntos más lejanos. Si el objeto es como un hilo, su longitud es la que tiene cuando está completamente estirado.
La longitud de un objeto es perpendicular a su anchura. Conocer la longitud nos ayuda a entender el tamaño de algo. La longitud de un objeto físico puede cambiar un poco con la temperatura, la presión o la velocidad a la que se mueve.
Instrumentos para medir la longitud
Para medir la longitud, usamos diferentes herramientas:
- Bloque patrón (metrología): Piezas muy precisas para calibrar otros instrumentos.
- Calibre (instrumento): Para medir con precisión el tamaño de objetos pequeños.
- Micrómetro (instrumento): Para medidas aún más exactas que el calibre.
- Distanciómetro: Mide distancias usando láser o ultrasonido.
- Telémetro láser: Similar al distanciómetro, usa un láser para medir distancias.
La longitud en otras geometrías
En algunas geometrías especiales, la longitud se mide a lo largo de caminos que pueden ser curvos, llamados geodésicas. Por ejemplo, en la geometría esférica, la longitud se mide a lo largo de los círculos más grandes de una esfera, como las líneas de longitud en un mapa del mundo.
La longitud en la teoría de grafos
En la teoría de grafos, que estudia las conexiones entre puntos, la longitud de un camino o ciclo es el número de "aristas" (líneas que conectan los puntos) que se usan. Si las aristas tienen un "peso" (un valor), la longitud es la suma de esos pesos.
La longitud se usa para encontrar el camino más corto entre dos puntos, el ciclo más corto (llamado cintura) y el camino más largo en un grafo.
Tipos de medidas relacionadas con la longitud
