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Saberes y pensamiento científico 3· Materia y mezclas

Metrología: Sistema Internacional, instrumentos, redondeo y cifras significativas

Actualizado el 5 min de lectura 3 ejercicios resueltos

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La sal y el azúcar se ven iguales, pero se distinguen por su sabor: es una diferencia cualitativa. En cambio, para saber cuánto azúcar tiene un refresco hay que medir y expresar el resultado con un número y una unidad: es una propiedad cuantitativa. La metrología es la ciencia de las mediciones.

En tu libro: este tema está en las páginas 247 a 254 de Saberes y pensamiento científico. Tercer grado (SEP).

Medir es comparar

Una medición compara una cantidad con otra establecida por acuerdo, la unidad patrón. La propiedad que se puede medir se llama magnitud. El sistema más usado en el mundo es el Sistema Internacional de Unidades (SI), que surgió del sistema MKS (metro, kilogramo, segundo).

Magnitudes fundamentales del SI

Son independientes entre sí:

MagnitudUnidadSímbolo
Longitudmetrom
Masakilogramokg
Tiemposegundos
TemperaturakelvinK
Intensidad de corriente eléctricaampereA
Intensidad luminosacandelacd
Cantidad de sustanciamolmol

Magnitudes derivadas

Se obtienen multiplicando o dividiendo las fundamentales:

MagnitudUnidadSímbolo
Superficiemetro cuadradom²
Volumenmetro cúbicom³
Rapidezmetro por segundom/s
FuerzanewtonN
EnergíajouleJ
Densidadkilogramo por metro cúbicokg/m³

Cuando una medida está en otra unidad, hay que convertirla. Por ejemplo, para pasar 72 km/h a m/s:

72kmh×1000 m1 km×1 h3600 s=20 m/s72 \frac{\text{km}}{\text{h}} \times \frac{1000 \text{ m}}{1 \text{ km}} \times \frac{1 \text{ h}}{3600 \text{ s}} = 20 \text{ m/s}

Prefijos del SI

PrefijoSímboloFactorPrefijoSímboloFactor
tera-T101210^{12}deci-d10−110^{-1}
giga-G10910^{9}centi-c10−210^{-2}
mega-M10610^{6}mili-m10−310^{-3}
kilo-k10310^{3}micro-µ10−610^{-6}
hecto-h10210^{2}nano-n10−910^{-9}
deca-da10110^{1}pico-p10−1210^{-12}

Instrumentos de medición

MagnitudEn la vida cotidianaEn el laboratorio
MasaBásculaBalanza analítica
VolumenVasos medidores, botellasMatraces, pipetas, probetas
TiempoRelojCronómetro
LongitudCinta métrica, regla, flexómetroCalibrador vernier
TemperaturaTermómetro infrarrojoTermómetro de mercurio o de alcohol

Un instrumento con marcas más juntas permite leer más cifras: por eso el calibrador vernier es más preciso que una regla graduada en milímetros. Los relojes de cuarzo son precisos porque un cristal de cuarzo vibra un número conocido de veces por segundo cuando se le aplica corriente.

Reglas de redondeo

Para redondear, se observa la cifra que está justo a la derecha de la posición a la que quieres redondear:

  • Si es 0, 1, 2, 3 o 4, la cifra que conservas no cambia.
  • Si es 5, 6, 7, 8 o 9, la cifra que conservas aumenta en 1.

Páginas 252 y 253: el tiempo de la pista

Problema: un recorrido duró 60.529645293473 s, pero el cronómetro solo mide hasta milésimos. ¿Cómo queda redondeado?

  1. La tercera cifra decimal es 9 y la siguiente es 6.
  2. Como 6 es mayor o igual que 5, el 9 aumenta en 1 y se vuelve 10: se escribe 0 y se «lleva» 1 al 2, que se vuelve 3.

Respuesta: 60.530 s. El cero final se conserva porque indica que la medida llega hasta los milésimos.

Cifras significativas

Las cifras significativas son las que realmente se obtuvieron de la medición. Reglas:

  1. Los dígitos distintos de cero siempre son significativos.
  2. Los ceros entre dígitos distintos de cero son significativos (en 205, el 0 cuenta).
  3. Los ceros a la izquierda del primer dígito distinto de cero no son significativos (en 0.003, solo cuenta el 3).
  4. Los ceros al final, después del punto decimal, sí son significativos (en 2.50 hay tres).

Ejemplos del libro (páginas 253 y 254)

MediciónCifras significativasPor qué
01.05 g3 (1, 0, 5)El 0 de la izquierda no cuenta; el 0 entre 1 y 5 sí
8.3604 g5Todos cuentan, incluido el 0 entre 6 y 4
0.000157205 (1, 5, 7, 2, 0)Los ceros iniciales no cuentan; el 0 final sí

No confundas cifras significativas con cifras decimales: 0.00015720 tiene ocho decimales, pero solo cinco cifras significativas.

Comprueba lo aprendido

1. ¿Cuál es la unidad de masa en el Sistema Internacional?

El kilogramo (kg).

2. Redondea 3.14159 a centésimos.

La cifra siguiente a los centésimos es 1 (menor que 5): queda 3.14.

3. ¿Cuántas cifras significativas tiene 0.0450?

Tres (4, 5 y el 0 final). Los ceros iniciales no cuentan.

Practica con los ejercicios resueltos de esta unidad:

Ejercicios de materia, mezclas y concentración

Temas relacionados: clasificación de la materia y disoluciones y concentración en el curso de Saberes y pensamiento científico 3.

Referencias

  • Secretaría de Educación Pública (2024). Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico. Tercer grado. SEP, pp. 247-254.
  • Bureau International des Poids et Mesures (2019). El Sistema Internacional de Unidades (SI). BIPM / Centro Nacional de Metrología.
  • Chang, R. y Overby, J. (2017). Química. McGraw Hill.

Ver libro de texto (SEP)

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