¿Cuáles son las ventajas del sistema métrico? ¿Por qué utilizamos dicho sistema para los cálculos científicos en lugar del sistema imperial? Contrario a la impresión que muchos tienen, la ciencia busca constantemente las maneras más simples de expresar magnitudes y calcularlas. A continuación analizaremos cómo el sistema métrico nos permite realizar cálculos de una manera más sencilla que otros sistemas.
Las unidades del sistema métrico involucran solamente potencias con base 10. Esto significa que la conversión de una unidad a otra involucrará únicamente múltiplos de 10. Por ejemplo, hay 100 centímetros en un metro, 1000 gramos en un kilogramo, 1000 miliamperios en un amperio y así sucesivamente.
Figura: Equivalencias del Sistema Métrico Internacional
Por el contrario, las unidades del Sistema Imperial involucran múltiplos distintos. Por ejemplo, un galón equivale a cuatro cuartos, un cuarto equivale a dos pintas y una pinta equivale a dos tazas.
Figura: Equivalencias del sistema Imperial
La mayor ventaja de utilizar unidades múltiplos de 10 es la posibilidad de utilizar la misma unidad para diferentes aplicaciones. Por ejemplo, un metro es una unidad apropiada para expresar la longitud de un cable; los kilómetros son apropiados para expresar la distancia entre dos ciudades; y los micrómetros son apropiados para expresar el largo de componentes electrónicos en un chip.
Nótese que la unidad no ha cambiado, sino únicamente el prefijo. Por ejemplo, la unidad “kilómetro” antepone el prefijo “kilo” a la unidad “metro”. Cada prefijo corresponde a un orden de magnitud. El orden de magnitud se refiere a la escala de la magnitud expresada en el sistema métrico. Cada potencia base 10 es un orden de magnitud. Es decir, 101, 102, 103 y 104 son cuatro órdenes de magnitud diferentes, cada uno con su prefijo correspondiente.
Tabla: Órdenes de magnitud del Sistema Métrico Internacional
Los prefijos se anteponen a la unidad correspondiente, con su respectivo símbolo. Por ejemplo, a la unidad “Hertz”, se puede anteponer el prefijo “giga”.
Figura: Utilización de los prefijos
Sistema Imperial: equivalencias
En el sistema imperial, las unidades se rigen por premisas de aplicación, más que estándares científicos. Veamos algunas unidades de longitud, con sus prefijos y magnitudes equivalentes en el sistema métrico internacional. Una pulgada equivale a 2.54 cm, una yarda equivale a 91.44 cm y una milla a 1.6 Km.
Tabla: Sistema imperial: Unidades de longitud
Cabe acotar que algunas de estas unidades han caído en desuso con el pasar del tiempo, como el rod, por ejemplo.
Exponentes negativos
En este punto, es necesario analizar los exponentes negativos. Cuando encontramos un número elevado a un exponente negativo, podemos visualizarlo de la siguiente manera. La potencia con exponente negativo pasa a ser una fracción con un uno como numerador y la misma potencia como denominador, únicamente que el exponente ahora es positivo.
Figura: Exponentes negativos
A menudo, los cálculos científicos involucran magnitudes enormes o diminutas, por lo cual se utiliza la notación científica para expresarlos fácilmente. La notación científica consta de un número con un solo dígito antes del punto decimal, multiplicado por un valor en forma de potencia con base 10. Por ejemplo, 920 equivale a 9.2 por diez elevado al cuadrado. Asimismo, 475 equivale a 4.75 multiplicado por 10 al cuadrado.
Figura: Notación Científica
Además de permitirnos expresar magnitudes enormes o diminutas de una manera muy compacta, la notación científica nos permite darnos una idea inmediata del orden de magnitud en el que se encuentra el valor con el que estamos trabajando. Por ejemplo, el diámetro de un átomo de hidrógeno se encuentra en el orden de 10-10 metros, mientras que la distancia entre la Tierra y el Sol se encuentra en el orden de los 1011 metros.
