Longitud

De Viquipèdia

(S'ha redirigit des de: Longitud (física))
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Per a altres significats, vegeu «Longitud (desambiguació)».
Imatge de la barra de platí-iridi utilitzada com a patró del metre entre 1889 i 1960.

La longitud és la dimensió que correspon a la llargària d'un objecte. La longitud d'un objecte és la distància entre els seus extrems, la seva extensió linear mesurada de principi a fi. En el llenguatge comú s'acostuma a diferenciar entre altura quan hom refereix a una longitud vertical i amplària quan hom parla d'una longitud horitzontal. En física i en enginyeria, el mot longitud és sinònim de "distància", i s'acostuma a utilitzar el símbol l o L per representar-la.

La longitud és considerada habitualment com una de les magnituds físiques fonamentals, en tant que no pot ser definida en termes d'altres magnituds mesurables. Tanmateix la longitud no és una propietat intrínseca de cap objecte atès que, segons la teoria especial de la relativitat (Albert Einstein, 1905) dos observadors podrien mesurar el mateix objecte i obtenir resultats diferents.

La longitud és una mesura d'una dimensió, mentre l'àrea és una mesura de dues dimensions (longitud quadrada) i el volum és una mesura de tres dimensiona (longitud cúbica). En molts sistemes de mesura la longitud és una unitat fonamental, de la qual en deriven d'altres.

[edita] Unitats de longitud

Hi ha diferents unitats de mesura que són utilitzades per mesurar la longitud, i d'altres que ho foren en el passat. Les unitats de mesura es poden basar en la longitud de diferents parts del cos humà, la distància recorreguda en nombre de passes, la distància entre punts de referència o punts coneguts de la Terra, o arbitràriament a la longitud d'un determinat objecte.

La distància entre dos punts es pot mesurar amb l'ajut d'un regle graduat i es pot expressar en fraccions o en múltiples d'una determinada unitat de longitud. Per mesurar un objecte es faria coincidir els extrems de l'objecte amb la graduació del regle i visualment apreciarem la mesura.

Al Sistema Internacional d'Unitats (SI), la unitat bàsica de longitud és el metre i avui dia es defineix en termes de la velocitat de la llum. El centímetre i el quilòmetre, deriven del metre i són unitats utilitzades habitualment. A partir del micròmetre (nanòmetre, picòmetre, femtòmetre) ja no es pot utilitzar la llum visible per determinar la mesura d'un objecte a causa del problema de la difracció, per tant s'han d'utilitzar altres tipus de radiacions. Cal tenir en consideració que la llum visible té una longitud d'ona d'uns 500 nm (nanòmetres).

En el cas de les distàncies extremadament petites, habituals en els camps de la química o la física atòmica, s'utilitzen estructures naturals com a patrons en comptes del metre, com ara àtoms, partícules elementals o nuclis atòmics que presenten longituds invariables.Unitats habituals són l'Àngstrom, el Radi de Bohr o la Longitud de Planck.

Les unitats que s'utilitzen per expressar distàncies a la immensitat de l'espai, a l'astronomia, són molt més grans que les que s'utilitzen habitualment a la Terra i es basen en el temps que triga la llum en recórrer la línia recta que separa dos objectes, són entre d'altres la unitat astronòmica, l'any llum o el parsec.

[edita] Longitud de barres en moviment

Mentre que la longitud d'una barra en repòs es pot mesurar per comparació directa amb una barra de mesurament, aquesta comparació no es pot efectuar mentre la barra està en moviment, a causa de qüestions relativistes. En aquest cas, es defineix la seva llargada en moviment com la distància entre els seus dos extrems en un moment determinat.

La distància recorreguda per la llum en 1/299.792.458 segons és la longitud estàndard.

Si les línies d'univers dels dos extrems de la barra expressats en les coordenades d'un marc de referència inercial  R \, inertial reference frame són

\mathbf x_1(t) = (t,x_1(t),y_1(t),z_1(t))\,

i

\mathbf x_2(t) = (t,x_2(t),y_2(t),z_2(t)),\,

aleshores la longitud de la barra en aquest marc de referència en el moment t \, és

l_R(t) = \sqrt{ \left(x_2(t)-x_1(t)\right)^2 + \left(y_2(t)-y_1(t)\right)^2 + \left(z_2(t)-z_1(t)\right)^2 }.

Com que en la relativitat especial la relació de la simultaneïtat depèn del marc de referència escollit, la longitud de les barres en moviment també en depèn.

[edita] Vegeu també

Unitats de longitud més usuals del SI

Unitats de longitud antigues

Viquipèdia:Llista dels 1000 articles fonamentals#Física