Magnitudes físicas
| English | Español |
|---|---|
| physical quantity/ˈfɪzɪkl ˈkwɒntɪti/ | magnitud física |
| magnitude/ˈmæɡnɪtjuːd/ | magnitud |
| estimate/ˈestɪmət/ | estimación |
| free fall/friː fɔːl/ | caída libre |
| order of magnitude/ˈɔːdə ɒv ˈmæɡnɪtjuːd/ | orden de magnitud |
Un error de 125 millones de dólares
- En 1999, la NASA perdió el Mars Climate Orbiter en Marte.
- Un equipo usó libras, el otro usó newtons — y nadie hizo la conversión.
- La nave espacial voló demasiado bajo y se quemó.
- Fue un error de unidades, no un error de matemáticas.
Laboratorio de magnitudes físicas
Clasificar ejemplos de medición según el tipo de magnitud que representan.
¿Qué es una magnitud física?
- En física medimos cosas.
- Cada medición es una magnitud física.
Siempre tiene dos partes
- Una magnitud = una magnitud numérica (大小) + una unidad.
- La magnitud numérica dice cuánto; la unidad dice de qué.
Toda magnitud física tiene dos partes: un número (su ____) y una unidad.
Las dos partes son la magnitud (el número) y la unidad.
Asocia cada término con la definición que marca el evaluador.
Ambas mitades del primer par puntúan. Un número sin unidad no es una magnitud física, exactamente como ocurrió en la pérdida del orbitador de Marte.
Un número solo no significa nada
- "La velocidad es 90" — 90 ¿qué?
- $90\ \dfrac{\text{km}}{\text{h}}$, $90\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$ y 90 mph son todas diferentes.
- Escribe siempre la unidad también.
Decir "la velocidad es 90" —sin unidad— da una magnitud física completa.
Sin una unidad, el número es ambiguo. "$90\ \dfrac{\text{km}}{\text{h}}$" es completo; "90" no lo es.
Una respuesta de "5" a una pregunta que pide una longitud es completa siempre que se muestre el procedimiento.
Una magnitud física es una magnitud Y una unidad. 5 metros, 5 centímetros y 5 kilómetros son tres longitudes diferentes, y la rúbrica de evaluación exige la unidad.
"$90\ \dfrac{\text{km}}{\text{h}}$" es una magnitud completa. "90" solo no lo es.
¿Qué afirmación proporciona una magnitud física completa?
Una magnitud física necesita ambas cosas: una magnitud (el número, 70) y una unidad (kg). Un número solo, o una unidad sola, no es suficiente.
Estimar tamaños cotidianos
- Debes saber aproximadamente cuánto miden las cosas comunes.
- Aprende estos valores estándar de memoria.
Selecciona todas las estimaciones que sean aproximadamente correctas.
Todas son correctas excepto la velocidad del sonido: en el aire es aproximadamente $340\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$. $3 \times 10^{8}\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$ es la velocidad de la luz.
Ordena el método para una estimación del orden de magnitud.
Una respuesta del orden de magnitud solo afirma tener el exponente correcto, por lo que llevar tres cifras significativas es trabajo innecesario.
Cómo estimar
- Compara con algo que conozcas (una persona $\approx 70\ \text{kg}$).
- Redondea a una cifra significativa — un coche mide unos $1000\ \text{kg}$, no $1043$.
- Acertar la potencia de diez es lo más importante.
Estima la aceleración de la caída libre $g$ cerca de la superficie de la Tierra.
Cerca de la superficie de la Tierra $g \approx 9.81\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$ —aproximadamente $10\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$—.
El diámetro de un cabello humano es de aproximadamente 0,1 mm. ¿Cuál es el orden de magnitud de ese ancho en metros, expresado como potencia de diez? (Indica el exponente, ej. -3)
0,1 mm = 1e-4 m. Convierte el prefijo antes de tomar la potencia de diez; tratar 0,1 mm como 0,1 es el error estándar.
Orden de magnitud 数量级
- Una buena estimación tiene la potencia de diez correcta.
- $70\ \text{kg}$ ✓ · $7\ \text{kg}$ ✗
Ordena estas masas, de menor a mayor.
Ordenar por tamaño verifica tu intuición sobre el orden de magnitud: $0.1\ \text{kg}$, luego $1\ \text{kg}$, luego $70\ \text{kg}$.
La escala del universo
- La misma idea abarca desde un átomo hasta el Sol.
- Cada paso a lo largo de la línea es diez veces más grande.
Lo has entendido
- una magnitud física = una magnitud numérica + una unidad
- aprende las estimaciones estándar (humano, manzana, sonido, luz, $g$)
- una buena estimación tiene el orden de magnitud correcto
Siguiente — las unidades SI, de las cuales todas están construidas.