Notación científica
El Sol está a unas $93{,}000{,}000$ millas de la Tierra. La luz viaja unas $186{,}000$ millas cada segundo. ¿Cuánto tarda la luz del Sol en llegar hasta nosotros? Podrías pasarte el día contando ceros, pero los científicos usan potencias de $10$. En esta página verás cómo hacerlo para trabajar con números gigantes y diminutos sin perder ni un dígito.
¿Qué es la notación científica?
Cada potencia de $10$ es un salto de valor posicional: $10^3 = 1{,}000$, $10^6 = 1{,}000{,}000$. Así podemos escribir un número enorme como "un número pequeño por una potencia de $10$".
Explora las escalas del universo, desde los átomos hasta las galaxias, en una sola recta numérica donde cada marca vale $10$ veces la anterior:
¿Por qué la regla $1 \le a < 10$? Hace que la notación sea única. Sin ella, $45 \times 10^{3}$, $4.5 \times 10^{4}$ y $0.45 \times 10^{5}$ serían "el mismo número" con distinto disfraz. La notación científica elige una sola forma estándar de escribirlo.
Indique cuáles de los siguientes números no están correctamente escritos en notación científica y escríbalos de forma correcta: a) $45,2 \cdot 10^3$ b)…
Indique cuáles de los siguientes números no están correctamente escritos en notación científica y escríbalos 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 forma estándar
El exponente te dice cuántos lugares se mueve el punto decimal. Multiplicar por $10^3$ mueve el punto $3$ lugares a la derecha. Multiplicar por $10^{-3} = \tfrac{1}{1{,}000}$ lo mueve $3$ lugares a la izquierda.
Escriba en notación científica los siguientes números decimales: a) $450 000 000$ b) $0,000000032$ c) $12 500$ d) $0,000105$
Escriba en notación científica los siguientes números decimales:
- a) $450 000 000$
- b) $0,000000032$
- c) $12 500$
- d) $0,000105$
Exprese 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)…
Exprese 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) $5,02 \cdot 10^{-6}$
Comparar y ordenar
Compara primero los exponentes. Solo si los exponentes son iguales comparas los coeficientes.
Orden de magnitud
El orden de magnitud de un número es la potencia de $10$ más cercana a él. Te dice "más o menos qué tan grande es" sin entrar en detalles. Fíjate en el coeficiente $a$ de $a \times 10^n$. El número está entre $10^n$ y $10^{n+1}$, y el punto medio entre esas dos potencias es $\dfrac{10^n + 10^{n+1}}{2} = 5.5 \times 10^n$. Por lo tanto:
-
si $a < 5.5$, el número está más cerca de $10^n$ y el orden de magnitud es $10^n$;
-
si $a \ge 5.5$, el número está más cerca de la siguiente potencia y el orden de magnitud es $10^{n+1}$.
En muchas clases se usa el atajo "si $a$ es menor que $5$, se redondea hacia abajo; si $a$ es al menos $5$, hacia arriba". Las dos reglas solo difieren para coeficientes entre $5$ y $5.5$.
Por ejemplo, $3.2 \times 10^{8}$ tiene orden de magnitud $10^{8}$. Y $7.1 \times 10^{-3}$ está más cerca de $10 \times 10^{-3}$, así que su orden de magnitud es $10^{-2}$.
Ordene de menor a mayor los siguientes números escritos en notación científica: $A = 3,2 \cdot 10^4$ $B = 4,1 \cdot 10^{-3}$ $C = 1,5 \cdot 10^4$ $D = 8,9 \cdot 10^{-4}$…
Ordene de menor a mayor los siguientes números escritos en notación científica:
$A = 3,2 \cdot 10^4$
$B = 4,1 \cdot 10^{-3}$
$C = 1,5 \cdot 10^4$
$D = 8,9 \cdot 10^{-4}$
$E = 2 \cdot 10^5$
Determine 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)…
Determine 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) $2,5 \cdot 10^{-8}$
Multiplicar y dividir
La multiplicación es conmutativa y asociativa, así que puedes reagrupar: multiplica los coeficientes entre sí y multiplica las potencias de $10$ entre sí usando las reglas de los exponentes ($10^m \cdot 10^n = 10^{m+n}$ y $\dfrac{10^m}{10^n} = 10^{m-n}$). Al final, verifica si el coeficiente sigue estando entre $1$ y $10$.
En el último paso, $24 \times 10^5$ no está en notación científica. Escribiendo $24 = 2.4 \times 10$ se obtiene $2.4 \times 10 \times 10^5 = 2.4 \times 10^6$. Cada vez que el coeficiente pasa de $10$, el exponente sube una unidad.
Realice las siguientes multiplicaciones agrupando los números y las potencias de base $10$. Exprese el resultado final en notación científica: a)…
Realice las siguientes multiplicaciones agrupando los números y las potencias de base $10$. Exprese 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) $(5 \cdot 10^6) \cdot (3 \cdot 10^{-2})$
Efectúe las siguientes divisiones y dé el resultado en notación científica: a) $(8 \cdot 10^7) : (2 \cdot 10^3)$ b) $(9 \cdot 10^{-4}) : (3 \cdot 10^{-2})$ c)…
Efectúe las siguientes divisiones y dé el resultado en notación científica:
- a) $(8 \cdot 10^7) : (2 \cdot 10^3)$
- b) $(9 \cdot 10^{-4}) : (3 \cdot 10^{-2})$
- c) $(1,5 \cdot 10^5) : (3 \cdot 10^8)$
Resuelva la siguiente operación combinada respetando la jerarquía de las operaciones y dé el resultado final ajustado en notación científica:…
Resuelva la siguiente operación combinada respetando la jerarquía de las operaciones y dé 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
Para sumar y restar no puedes multiplicar los coeficientes. Necesitas potencias de $10$ iguales, igual que para sumar fracciones necesitas un denominador común. Luego sumas o restas los coeficientes y dejas la potencia de $10$ sin cambios. Funciona por la propiedad distributiva: $4 \times 10^5 + 3 \times 10^5 = (4 + 3) \times 10^5$.
Calcule 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)…
Calcule 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) $5,5 \cdot 10^8 + 4,5 \cdot 10^8$
Calcule las siguientes sumas y restas con distinto exponente, ajustando primero las potencias de $10$ para que coincidan. Exprese el resultado en notación científica: a)…
Calcule las siguientes sumas y restas con distinto exponente, ajustando primero las potencias de $10$ para que coincidan. Exprese el resultado en notación científica:
- a) $3,5 \cdot 10^6 + 4,2 \cdot 10^5$
- b) $7,1 \cdot 10^{-4} - 5 \cdot 10^{-5}$
Efectúe la siguiente operación combinada con sumas y restas en el numerador y denominador. Exprese el resultado final estrictamente en notación científica:…
Efectúe la siguiente operación combinada con sumas y restas en el numerador y denominador. Exprese el resultado final estrictamente en notación científica:
$\frac{3,6 \cdot 10^{12} + 4,1 \cdot 10^{11}}{2 \cdot 10^{-3} - 5 \cdot 10^{-4}}$
Potencias de números en notación científica
Fórmulas como $E = \tfrac{1}{2}mv^2$, $V = \tfrac{4}{3}\pi R^3$ o $F = G\dfrac{m_1 m_2}{d^2}$ elevan un número a una potencia. Dos reglas de los exponentes hacen el trabajo: $(ab)^k = a^k b^k$ y $(10^m)^k = 10^{mk}$. Así,
$$(a \times 10^{n})^{k} = a^{k} \times 10^{nk}.$$Eleva el coeficiente a la potencia y multiplica el exponente por $k$.
Las potencias también aparecen en el crecimiento. Supón que un video tiene $2 \times 10^{3}$ vistas y la cantidad se duplica cada hora. Después de $6$ horas las vistas son $2 \times 10^{3} \cdot 2^{6}$. Como $2^{6} = 64$, resulta $128 \times 10^{3} = 1.28 \times 10^{5}$. Prueba otras bases y exponentes para ver qué tan rápido crece al duplicarse:
En un experimento de microbiología, una colonia de bacterias contiene inicialmente $5 \cdot 10^4$ individuos y se observa que su población se duplica cada día. Si el…
En un experimento de microbiología, una colonia de bacterias contiene inicialmente $5 \cdot 10^4$ individuos y se observa que su población se duplica cada día. Si el crecimiento sigue el modelo $P = P_0 \cdot 2^t$ (donde $t$ son los días), ¿cuántas bacterias habrá al cabo de $10$ días? Exprese el resultado final en notación científica. (Dato de ayuda: $2^{10} = 1024$).
Convertir unidades dentro de las fórmulas
Las fórmulas y las constantes vienen con unidades. La constante gravitacional $G$ usa kilogramos y metros. Una energía cinética en joules (J) necesita kilogramos y metros por segundo. Si un problema te da millas, pies o libras, convierte primero todas las cantidades y después sustituye en la fórmula.
| Para convertir | Multiplica por |
|---|---|
| millas → kilómetros | $1.609$ |
| pies → metros | $0.3048$ |
| libras → kilogramos | $0.4536$ |
| gramos → kilogramos | $10^{-3}$ |
Un dato más: $1\text{ J} = 1\text{ kg} \cdot \text{m}^2/\text{s}^2$. Por eso, si la masa está en kg y la rapidez en m/s, la energía $\tfrac{1}{2}mv^2$ sale directamente en joules. Del mismo modo, $1\text{ N} = 1\text{ kg} \cdot \text{m}/\text{s}^2$.
Para realizar estimaciones astronómicas, la Tierra se puede aproximar a una esfera perfecta con un radio de $R = 6,37 \cdot 10^3$ millas. Sabiendo que el volumen de una…
Para realizar estimaciones astronómicas, la Tierra se puede aproximar a una esfera perfecta con un radio de $R = 6,37 \cdot 10^3$ millas. Sabiendo que el volumen de una esfera se calcula mediante la fórmula $V = \frac{4}{3}\pi R^3$, calcule el volumen de la Tierra en $km^3$. Exprese el resultado final en notación científica redondeando a dos cifras decimales. (Use $\pi \approx 3,14$).
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. Calcule 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. Exprese 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, calcule la fuerza de gravedad $F$ en Newtons ($N$). Exprese el resultado en notación científica redondeando a dos cifras decimales.
Problemas con notación científica
La mayoría de los problemas reales son una fórmula que ya conoces, solo que con números enormes o diminutos. Sigue la misma rutina cada vez:
Cuando un problema da una cantidad "por", como dólares por persona o canciones por gigabyte, divide el total entre la cantidad. Para dinero, solo conserva el signo de dólar: un presupuesto municipal de $\$2.4 \times 10^{9}$ repartido entre $8 \times 10^{5}$ personas da $0.3 \times 10^{4} = 3 \times 10^{3}$, es decir, $\$3{,}000$ por persona.
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? Exprese el resultado en notación científica y en formato decimal ordinario.
La distancia media de la Tierra al Sol es de unas $1,5 \cdot 10^8$ millas y la velocidad de la luz en el vacío es de $3 \cdot 10^5$ millas/s. Utilizando la fórmula del…
La distancia media de la Tierra al Sol es de unas $1,5 \cdot 10^8$ millas y la velocidad de la luz en el vacío es de $3 \cdot 10^5$ millas/s. Utilizando la fórmula del movimiento rectilíneo uniforme ($t = \frac{d}{v}$), ¿cuántos segundos tarda la luz del Sol en llegar a la Tierra? Exprese el resultado en notación científica y luego conviértalo a minutos.
El Producto Interno Bruto (PIB) de un país europeo asciende a $\$1,2 \cdot 10^{12}$. Si la población total del país es de $4 \cdot 10^7…
El Producto Interno Bruto (PIB) de un país europeo asciende a $\$1,2 \cdot 10^{12}$. Si la población total del país es de $4 \cdot 10^7$ habitantes, ¿cuál es el PIB per cápita (dólares por habitante)? Exprese el resultado en notación científica y en dólares ordinarios.
Ecuaciones y cadenas de unidades
La notación científica también funciona dentro de las ecuaciones. Usa las mismas operaciones inversas que con cualquier ecuación lineal: resta y luego divide.
Muchos problemas también encadenan varias conversiones de unidades. Cada factor de conversión es un número que puedes escribir en notación científica, así que multiplícalos uno tras otro.
Plantee y resuelva la siguiente ecuación de primer grado en la que los coeficientes están expresados en notación científica. Despeje la incógnita $x$ y exprese su valor…
Plantee y resuelva la siguiente ecuación de primer grado en la que los coeficientes están expresados en notación científica. Despeje la incógnita $x$ y exprese su valor en notación científica:
$(2,5 \cdot 10^4) \cdot x + 3 \cdot 10^5 = 1,8 \cdot 10^6$
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, calcule la masa en kilogramos de una sola molécula de agua. Exprese el resultado final en notación científica.
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, calcule cuántos días completos (y fracción de día si es necesario) tardará en finalizar la transferencia. Muestre los cálculos intermedios en notación científica.
De vuelta al principio: la luz del Sol tarda unos $5 \times 10^{2}$ segundos, o sea unos $8$ minutos, en recorrer los $9.3 \times 10^{7}$ millas hasta la Tierra. Dividir los coeficientes y restar los exponentes hizo todo el trabajo, sin contar ceros.