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Unidades SI y análisis dimensional – unidades básicas, prefijos y comprobación de ecuaciones

FísicaMedición e incertidumbreEdades 15–16

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Usar con mi clase

Construye cualquier unidad SI con potencias de las siete unidades básicas y comprueba cómo el newton, el julio, el vatio, el pascal o el voltio salen de sus ecuaciones de definición. Cambia de prefijo entre nano y giga en una escala de potencias de diez, comprueba si una ecuación es dimensionalmente homogénea y deduce la forma del periodo del péndulo a partir de las dimensiones antes de medir la constante 2π.

Lección: Unidades SI, prefijos y análisis dimensional

Qué muestra

El Sistema Internacional (SI) tiene siete unidades básicas: metro, kilogramo, segundo, amperio, kelvin, mol y candela. Las demás unidades son productos de sus potencias; por ejemplo, el newton es kg·m·s⁻² porque F = ma. Los prefijos como kilo (10³) o micro (10⁻⁶) multiplican la unidad por potencias de diez. Las dimensiones [M L T I Θ] indican de qué está hecha una magnitud. Los términos que se suman o se igualan deben tener las mismas dimensiones; así puedes descartar ecuaciones falsas y predecir de qué depende una magnitud. Los números puros como ½ o 2π no tienen dimensiones, y salen de la teoría o del experimento.

Cómo usarla

En Unidades, elige una Magnitud para ver su ecuación y construye unidades con los botones − +. En Prefijos, ajusta un Valor y dos prefijos. En Comprobar ecuaciones, elige una Ecuación, haz tu predicción y pulsa Comprobar. En Deducir una fórmula, cambia los exponentes hasta que M, L y T coincidan, pulsa Cronometrar 10 oscilaciones varias veces y halla k con la tabla.

Parámetros que puedes cambiar

  • Pantalla Unidades, Prefijos, Comprobar ecuaciones, Deducir una fórmula
  • Magnitud (Unidades) velocidad, aceleración, fuerza, cantidad de movimiento, energía (trabajo), potencia, presión, densidad, frecuencia, carga eléctrica, diferencia de potencial, resistencia
  • Valor (Prefijos) 0,001–1000000000
  • Prefijo de partida giga (G), mega (M), kilo (k), sin prefijo, centi (c), mili (m), micro (µ), nano (n)
  • Prefijo de llegada giga (G), mega (M), kilo (k), sin prefijo, centi (c), mili (m), micro (µ), nano (n)
  • Unidad (Prefijos) metro, gramo, segundo, vatio, hercio, voltio, amperio
  • Ecuación que comprobar Desplazamiento con aceleración constante (A), Velocidad final al cuadrado, Velocidad final, Desplazamiento con aceleración constante (B), Fuerza centrípeta, Equivalencia masa–energía, Energía cinética, Presión en un líquido, Potencia y velocidad, Periodo del péndulo (A), Periodo del péndulo (B), Ley de gravitación universal, Calentar una sustancia, Ley de Ohm
  • Fórmula que deducir Periodo del péndulo, Periodo masa–resorte, Velocidad de onda en una cuerda
  • Longitud del péndulo 0,1–2 m
  • Masa 0,05–1 kg
  • Constante del resorte 5–100 N/m
  • Tensión de la cuerda 1–100 N
  • Masa por unidad de longitud de la cuerda 0,001–0,05 kg/m

Preguntas para explorar

  1. ¿Por qué todos los términos de una ecuación física deben tener las mismas dimensiones?
  2. ¿Qué número puro de la fórmula del péndulo no puede dar el análisis dimensional y cómo lo obtienes?
  3. ¿Por qué una ecuación dimensionalmente homogénea no tiene por qué ser correcta?

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