Notación científica y unidades del Sistema Internacional
La masa de la Tierra es $5\,970\,000\,000\,000\,000\,000\,000\,000$ kg. La masa de un electrón, $0{,}00000000000000000000000000000091$ kg. Nadie en un laboratorio de la UCR o del TEC escribe esto contando ceros a mano: se usan potencias de $10$. ¿Cómo se escriben estas cantidades de forma corta y sin perder ni una cifra?
Qué es la notación científica
Recorra las escalas del universo, del átomo a la galaxia, todas en la misma recta:
Escribe en notación científica los siguientes números decimales: a) $450 000 000$ b) $0,000000032$ c) $12 500$ d) $0,000105$
Escribe en notación científica los siguientes números decimales:
- a) $450 000 000$
- b) $0,000000032$
- c) $12 500$
- d) $0,000105$
Indica cuáles de los siguientes números no están correctamente escritos en notación científica y escríbelos de forma correcta: a) $45,2 \cdot 10^3$ b)…
Indica cuáles de los siguientes números no están correctamente escritos en notación científica y escríbelos de forma correcta:
- a) $45,2 \cdot 10^3$
- b) $0,8 \cdot 10^{-2}$
- c) $3,1 \cdot 10^5$
- d) $12 \cdot 10^{-4}$
Convertir entre notación científica y decimal
El exponente cuenta cuántos lugares se mueve la coma decimal.
Expresa en notación decimal ordinaria los siguientes números dados en notación científica: a) $3,4 \cdot 10^5$ b) $1,89 \cdot 10^{-4}$ c) $7 \cdot 10^8$ d)…
Expresa en notación decimal ordinaria los siguientes números dados en notación científica:
- a) $3,4 \cdot 10^5$
- b) $1,89 \cdot 10^{-4}$
- c) $7 \cdot 10^8$
- d) $5,02 \cdot 10^{-6}$
Determina el orden de magnitud (la potencia de $10$ más cercana) de las siguientes cantidades expresadas en notación científica: a) $4,8 \cdot 10^6$ b)…
Determina el orden de magnitud (la potencia de $10$ más cercana) de las siguientes cantidades expresadas en notación científica:
- a) $4,8 \cdot 10^6$
- b) $1,1 \cdot 10^{-5}$
- c) $9,2 \cdot 10^{12}$
- d) $2,5 \cdot 10^{-8}$
Magnitudes, unidades del SI y prefijos
Una magnitud es algo que se puede medir: la longitud de una carretera, la masa de un paquete, el tiempo de un recorrido en bus de San José a Cartago, la capacidad de una cisterna. Para dar su valor se necesita una unidad. El Sistema Internacional (SI) fija una unidad base para cada magnitud:
| Magnitud | Unidad base del SI | Símbolo |
|---|---|---|
| longitud | metro | m |
| masa | kilogramo | kg |
| tiempo | segundo | s |
| capacidad (volumen) | metro cúbico (también se usa el litro) | m³ (L) |
Los prefijos del SI son potencias de $10$ con nombre propio. Con ellos, la notación científica aparece en la vida diaria: un celular con $128$ GB, una carretera de $350$ km o un medicamento de $500$ mg.
| Prefijo | Símbolo | Potencia | Ejemplo |
|---|---|---|---|
| tera | T | $10^{12}$ | $1\ \text{TB}=10^{12}$ bytes |
| giga | G | $10^{9}$ | $1\ \text{GB}=10^{9}$ bytes |
| mega | M | $10^{6}$ | $1\ \text{MW}=10^{6}$ W |
| kilo | k | $10^{3}$ | $1\ \text{km}=10^{3}$ m |
| mili | m | $10^{-3}$ | $1\ \text{mg}=10^{-3}$ g |
| micro | µ | $10^{-6}$ | $1\ \mu\text{m}=10^{-6}$ m |
| nano | n | $10^{-9}$ | $1\ \text{nm}=10^{-9}$ m |
La razón entre dos cantidades
La razón entre dos cantidades de la misma magnitud es su cociente: cuántas veces cabe una en la otra. Con notación científica se calcula dividiendo mantisas y restando exponentes. Las dos cantidades deben estar en la misma unidad.
Un disco duro externo tiene una capacidad de almacenamiento de $2$ Terabytes (TB). Si una fotografía de alta resolución ocupa un promedio de $4 \cdot 10^6$ bytes,…
Un disco duro externo tiene una capacidad de almacenamiento de $2$ Terabytes (TB). Si una fotografía de alta resolución ocupa un promedio de $4 \cdot 10^6$ bytes, ¿cuántas fotografías se pueden almacenar como máximo en este disco duro?
Dato: Considera que $1$ TB equivale a $10^{12}$ bytes.
Conversiones de tiempo
El tiempo no usa potencias de $10$ para pasar de una unidad a otra. Estas equivalencias hay que saberlas:
| Unidad | En segundos | En notación científica |
|---|---|---|
| $1$ minuto | $60$ s | $6\times10^{1}$ s |
| $1$ hora | $3.600$ s | $3{,}6\cdot10^{3}$ s |
| $1$ día | $86.400$ s | $8{,}64\cdot10^{4}$ s |
Para pasar de segundos a una unidad mayor, divida entre su equivalencia en segundos. Para pasar de una unidad mayor a segundos, multiplique.
La distancia media de la Tierra al Sol es de unos $1,5 \cdot 10^8$ km y la velocidad de la luz en el vacío es de $3 \cdot 10^5$ km/s. Utilizando la fórmula del…
La distancia media de la Tierra al Sol es de unos $1,5 \cdot 10^8$ km y la velocidad de la luz en el vacío es de $3 \cdot 10^5$ km/s. Utilizando la fórmula del movimiento rectilíneo uniforme ($t = \frac{d}{v}$), ¿cuántos segundos tarda la luz del Sol en llegar a la Tierra? Expresa el resultado en notación científica y luego conviértelo a minutos.
Un centro de investigación necesita transferir una copia de seguridad masiva de $4,5$ Petabytes (PB) a un servidor en otra ciudad. La conexión de fibra óptica dedicada…
Un centro de investigación necesita transferir una copia de seguridad masiva de $4,5$ Petabytes (PB) a un servidor en otra ciudad. La conexión de fibra óptica dedicada permite transferir datos a una velocidad constante de $3 \cdot 10^8$ bytes por segundo. Sabiendo que $1$ PB equivale a $10^{15}$ bytes, calcula cuántos días completos (y fracción de día si es necesario) tardará en finalizar la transferencia. Muestra los cálculos intermedios en notación científica.
Comparar y ordenar
Primero manda el exponente. Solo si los exponentes coinciden se compara la mantisa. El exponente de la potencia de $10$ más cercana se llama orden de magnitud: si la mantisa es menor que unos $5$, el orden es $n$; si es mayor, se acerca a $n+1$.
Ordena de menor a mayor los siguientes números escritos en notación científica: $A = 3,2 \cdot 10^4$ $B = 4,1 \cdot 10^{-3}$ $C = 1,5 \cdot 10^4$ $D = 8,9 \cdot 10^{-4}$…
Ordena de menor a mayor los siguientes números escritos en notación científica:
$A = 3,2 \cdot 10^4$
$B = 4,1 \cdot 10^{-3}$
$C = 1,5 \cdot 10^4$
$D = 8,9 \cdot 10^{-4}$
$E = 2 \cdot 10^5$
Multiplicar y dividir
Multiplicar y dividir: se operan por separado las mantisas y las potencias de $10$ (los exponentes se suman al multiplicar y se restan al dividir). Al final se ajusta la mantisa si se sale de $[1, 10[$.
Realiza las siguientes multiplicaciones agrupando los números y las potencias de base $10$. Expresa el resultado final en notación científica: a)…
Realiza las siguientes multiplicaciones agrupando los números y las potencias de base $10$. Expresa el resultado final en notación científica:
- a) $(3 \cdot 10^4) \cdot (2 \cdot 10^5)$
- b) $(4 \cdot 10^{-3}) \cdot (2 \cdot 10^{-4})$
- c) $(5 \cdot 10^6) \cdot (3 \cdot 10^{-2})$
Efectúa las siguientes divisiones y da el resultado en notación científica: a) $(8 \cdot 10^7) : (2 \cdot 10^3)$ b) $(9 \cdot 10^{-4}) : (3 \cdot 10^{-2})$ c)…
Efectúa las siguientes divisiones y da el resultado en notación científica:
- a) $(8 \cdot 10^7) : (2 \cdot 10^3)$
- b) $(9 \cdot 10^{-4}) : (3 \cdot 10^{-2})$
- c) $(1,5 \cdot 10^5) : (3 \cdot 10^8)$
Resuelve la siguiente operación combinada respetando la jerarquía de las operaciones y da el resultado final ajustado en notación científica:…
Resuelve la siguiente operación combinada respetando la jerarquía de las operaciones y da el resultado final ajustado en notación científica:
$\frac{(4,2 \cdot 10^5) \cdot (2 \cdot 10^{-3})}{3 \cdot 10^4}$
Sumar y restar
Sumar y restar exige que las potencias de $10$ sean iguales; si no, se igualan primero. Luego se operan las mantisas y la potencia se queda igual.
Calcula las siguientes sumas y restas que tienen el mismo exponente en la potencia de $10$: a) $4,2 \cdot 10^5 + 3,1 \cdot 10^5$ b)…
Calcula las siguientes sumas y restas que tienen el mismo exponente en la potencia de $10$:
- a) $4,2 \cdot 10^5 + 3,1 \cdot 10^5$
- b) $8,7 \cdot 10^{-3} - 2,5 \cdot 10^{-3}$
- c) $5,5 \cdot 10^8 + 4,5 \cdot 10^8$
Calcula las siguientes sumas y restas con distinto exponente, ajustando primero las potencias de $10$ para que coincidan. Expresa el resultado en notación científica: a)…
Calcula las siguientes sumas y restas con distinto exponente, ajustando primero las potencias de $10$ para que coincidan. Expresa el resultado en notación científica:
- a) $3,5 \cdot 10^6 + 4,2 \cdot 10^5$
- b) $7,1 \cdot 10^{-4} - 5 \cdot 10^{-5}$
Efectúa la siguiente operación combinada con sumas y restas en el numerador y denominador. Expresa el resultado final estrictamente en notación científica:…
Efectúa la siguiente operación combinada con sumas y restas en el numerador y denominador. Expresa el resultado final estrictamente en notación científica:
$\frac{3,6 \cdot 10^{12} + 4,1 \cdot 10^{11}}{2 \cdot 10^{-3} - 5 \cdot 10^{-4}}$
Problemas con datos reales
En los problemas, primero traduzca los datos a notación científica y a una misma unidad, luego opere y al final interprete el resultado con sus unidades. Si el enunciado pide el resultado «ordinario», conviértalo al final.
Un glóbulo rojo humano tiene un diámetro aproximado de $7,5 \cdot 10^{-6}$ metros. Si en un experimento de laboratorio lográramos alinear $4 \cdot 10^6$ glóbulos rojos…
Un glóbulo rojo humano tiene un diámetro aproximado de $7,5 \cdot 10^{-6}$ metros. Si en un experimento de laboratorio lográramos alinear $4 \cdot 10^6$ glóbulos rojos uno tras otro, ¿qué longitud en metros alcanzaría la fila? Expresa el resultado en notación científica y en formato decimal ordinario.
El Producto Interno Bruto (PIB) de un país europeo asciende a $1,2 \cdot 10^{12}$ colones. Si la población total del país es de $4 \cdot 10^7$ habitantes, ¿cuál es el…
El Producto Interno Bruto (PIB) de un país europeo asciende a $1,2 \cdot 10^{12}$ colones. Si la población total del país es de $4 \cdot 10^7$ habitantes, ¿cuál es el PIB per cápita (colones por habitante)? Exprese el resultado en notación científica y en colones ordinarios.
Un embalse de agua para consumo humano contiene $4,5 \cdot 10^3$ hectómetros cúbicos ($hm^3$). Sabiendo que $1$ $hm^3$ equivale a $10^9$ litros, expresa la capacidad…
Un embalse de agua para consumo humano contiene $4,5 \cdot 10^3$ hectómetros cúbicos ($hm^3$). Sabiendo que $1$ $hm^3$ equivale a $10^9$ litros, expresa la capacidad total del embalse en litros utilizando notación científica. Si la ciudad a la que abastece consume $5 \cdot 10^7$ litros de agua diariamente, ¿para cuántos días hay reservas suficientes?
Ecuaciones con notación científica
Despejar una incógnita funciona igual que siempre; solo cuide las potencias de $10$ al sumar, restar y dividir.
Plantea y resuelve la siguiente ecuación de primer grado en la que los coeficientes están expresados en notación científica. Despeja la incógnita $x$ y expresa su valor…
Plantea y resuelve la siguiente ecuación de primer grado en la que los coeficientes están expresados en notación científica. Despeja la incógnita $x$ y expresa su valor en notación científica:
$(2,5 \cdot 10^4) \cdot x + 3 \cdot 10^5 = 1,8 \cdot 10^6$
Ciencia y astronomía
Las fórmulas de física se evalúan igual: sustituye los datos en notación científica y opera con las reglas de potencias. Recuerde que un exponente en la fórmula (como $R^3$ o $v^2$) afecta tanto a la mantisa como a la potencia de $10$: $(a\times10^n)^k=a^k\times10^{nk}$.
Para realizar estimaciones astronómicas, la Tierra se puede aproximar a una esfera perfecta con un radio $R = 6,37 \cdot 10^3$ km. Sabiendo que el volumen de una esfera…
Para realizar estimaciones astronómicas, la Tierra se puede aproximar a una esfera perfecta con un radio $R = 6,37 \cdot 10^3$ km. Sabiendo que el volumen de una esfera se calcula mediante la fórmula $V = \frac{4}{3}\pi R^3$, calcula el volumen de la Tierra en $km^3$. Expresa el resultado final en notación científica redondeando a dos cifras decimales. (Usa $\pi \approx 3,14$).
La energía cinética ($E_c$) de un cuerpo en movimiento se calcula con la expresión $E_c = \frac{1}{2} m v^2$, donde $m$ es la masa en kg y $v$ es la velocidad en m/s.…
La energía cinética ($E_c$) de un cuerpo en movimiento se calcula con la expresión $E_c = \frac{1}{2} m v^2$, donde $m$ es la masa en kg y $v$ es la velocidad en m/s. Calcula la energía cinética de un asteroide de masa $m = 4,5 \cdot 10^{14}$ kg que viaja por el espacio a una velocidad de $v = 2 \cdot 10^4$ m/s. Expresa el resultado en Julios (J) usando notación científica.
La Ley de Gravitación Universal de Newton establece que la fuerza de atracción entre dos cuerpos viene dada por $F = G \frac{m_1 \cdot m_2}{d^2}$. Sabiendo que la…
La Ley de Gravitación Universal de Newton establece que la fuerza de atracción entre dos cuerpos viene dada por $F = G \frac{m_1 \cdot m_2}{d^2}$.
Sabiendo que la constante de gravitación es $G = 6,67 \cdot 10^{-11}$ $N \cdot m^2/kg^2$, la masa de la Tierra es $m_1 = 5,97 \cdot 10^{24}$ kg, la masa de la Luna es $m_2 = 7,35 \cdot 10^{22}$ kg y la distancia media entre sus centros es $d = 3,84 \cdot 10^8$ m, calcula la fuerza de gravedad $F$ en Newtons ($N$). Expresa el resultado en notación científica redondeando a dos cifras decimales.
Razones y modelos de crecimiento
Con notación científica también se comparan masas ($m_1/m_2$) y se modelan crecimientos.
En física de partículas se sabe que la masa de un electrón es aproximadamente $9,1 \cdot 10^{-31}$ kg y la masa de un protón es unos $1,67 \cdot 10^{-27}$ kg. Calcula…
En física de partículas se sabe que la masa de un electrón es aproximadamente $9,1 \cdot 10^{-31}$ kg y la masa de un protón es unos $1,67 \cdot 10^{-27}$ kg. Calcula cuántas veces es más masivo un protón que un electrón. Expresa la solución en notación científica con dos cifras decimales.
Un video recién subido tiene $5 \cdot 10^4$ visualizaciones y se observa que esa cifra se duplica cada día. Si el crecimiento sigue el modelo $V = V_0 \cdot 2^t$ (donde…
Un video recién subido tiene $5 \cdot 10^4$ visualizaciones y se observa que esa cifra se duplica cada día. Si el crecimiento sigue el modelo $V = V_0 \cdot 2^t$ (donde $t$ son los días), ¿cuántas visualizaciones habrá al cabo de $10$ días? Exprese el resultado final en notación científica. (Dato de ayuda: $2^{10} = 1024$).
Un vaso contiene exactamente $18$ gramos de agua pura ($H_2O$). En química, se sabe que $18$ gramos equivalen a $1$ mol de agua y que $1$ mol de cualquier sustancia…
Un vaso contiene exactamente $18$ gramos de agua pura ($H_2O$). En química, se sabe que $18$ gramos equivalen a $1$ mol de agua y que $1$ mol de cualquier sustancia contiene el Número de Avogadro ($6,022 \cdot 10^{23}$) de moléculas. A partir de estos datos, calcula la masa en kilogramos de una sola molécula de agua. Expresa el resultado final en notación científica.
Vuelva al principio: la masa de la Tierra es $5{,}97 \cdot 10^{24}$ kg y la del electrón, $9{,}1 \cdot 10^{-31}$ kg. Con potencias de $10$ caben en una línea.