Física del cuerpo: Del movimiento al metabolismo

En el cálculo anterior elegimos utilizar una frecuencia cardíaca de 80 BPM, que era una aproximación y no una medida o cálculo real. Por lo tanto, nuestra respuesta es sólo una estimación. Sin embargo, no esperamos que nadie que viva hasta la edad adulta se acerque a 10 veces más o 10 veces menos latidos que esto, por lo que nuestra respuesta está dentro de un orden de magnitud de lo que la mayoría de la gente experimenta. Si se combinan varios valores ya conocidos, fáciles de encontrar o aproximados para obtener una idea general de lo grande que debería ser una respuesta, como acabamos de hacer para las pulsaciones por vida, se obtiene una estimación del orden de magnitud. Juega con esta simulación para practicar la estimación de tamaños utilizando sólo pistas visuales.

Estimación y aproximación

La estimación del orden de magnitud a menudo se basa en valores aproximados, por lo que la estimación del orden de magnitud y la aproximación se utilizan a menudo indistintamente. Agregando a la confusión, la aproximación se utiliza a menudo indistintamente con la suposición o utiliza la aproximación para describir una medición rápida y aproximada con un alto grado de incertidumbre. Con el fin de maximizar la claridad, este libro de texto se esforzará por utilizar los términos tal y como se definen en la siguiente tabla.

Término Definición Ejemplo cotidiano
Suposición Ignorar alguna recopilación de la para simplificar el análisis o proceder aunque falte información. Los científicos exponen las suposiciones, justifican por qué fueron necesarias y estiman su posible impacto en los resultados. Mis ropas de algodón están completamente empapadas, por lo que asumo que no están proporcionando ningún efecto aislante contra el agua fría.
Aproximación Acto de llegar a un valor aproximado utilizando el conocimiento previo y las suposiciones, pero no realizando una medición con el fin de determinar el valor. El agua se siente fría, pero no escandalosa, similar a la del lago de natación de 70 °F, por lo que la temperatura aproximada del agua es de 70 °F.
Incertidumbre (más sobre esto más adelante) Cantidad por la que un valor medido, calculado o aproximado podría ser diferente del valor real. 85 °F se sentiría cómodo como la piscina de la universidad de 82 °F y 55 °F se siente muy frío, por lo que + 15 F° es mi incertidumbre de 70 °F.
Estimación del orden de magnitud Resultado de la combinación de suposiciones, valores aproximados, y/o mediciones con gran incertidumbre para calcular una respuesta con gran incertidumbre, pero tiene el orden de magnitud correcto. Usando datos conocidos, estimé que mi tiempo hasta el agotamiento o la pérdida de conciencia era de 5 horas (menos de 50 horas y más de 0,5 horas).

Prefijos métricos

Considerando que nuestra respuesta de latidos por vida es sólo una estimación de orden de magnitud, deberíamos redondear nuestra respuesta final para tener menos cifras significativas. Hagamos que sean 3.000.000.000 de pulsaciones por vida (BPL), o tres mil millones de BPL. Un poco más adelante en el capítulo definiremos lo que queremos decir con cifras significativas y también hablaremos más sobre por qué, cuándo y cómo tenemos que hacer este tipo de redondeo. Por ahora, notamos que es un poco distraído y un poco molesto escribir todos esos ceros, así que contando que hay nueve lugares antes del primer dígito podemos usar la notación científica y en su lugar escribir: 3 veces 10^{9} BPL. También podemos utilizar un prefijo métrico. El prefijo para 109 es Giga (G) por lo que podemos escribir: 3 GBPL (leído como gigabeats por vida). La siguiente tabla muestra los prefijos métricos más comunes. Para obtener una lista mucho más completa de prefijos, visite el sitio web del NIST. Una de las ventajas de utilizar unidades métricas es que las diferentes unidades de tamaño están relacionadas directamente por factores de diez. Por ejemplo, 1 metro = 100 cm en lugar de 1 pie = 12 pulgadas.

Tabla de prefijos métricos y cantidades físicas representativas 1
Prefijo Symbol Value Example (some are approximate)
exa E 1018 exameter Em 1018 m distance light travels in a century
peta P 1015 petasecond Ps 1015 s 30 million years
tera T 1012 terawatt TW 1012 W powerful laser output
giga G 109 gigahertz GHz 109 Hz a microwave frequency
mega M 106 megacurie MCi 106 Ci high radioactivity
kilo k 103 kilometer km 103 m about 6/10 mile
hecto h 102 hectoliter hL 102 L 26 gallons
deka da 101 dekagram dag 101 g teaspoon of butter
100 =1
deci d 10-1 deciliter dL 10-1 L less than half a soda
centi c 10-2 centimeter cm 10-2 m fingertip thickness
milli m 10-3 millimeter mm 10-3 m flea at its shoulders
micro µ 10-6 micrometer µm 10-6 m detail in microscope
nano n 10-9 nanogram ng 10-9 g small speck of dust
pico p 10-12 picofarad pF 10-12 F small capacitor in radio
femto f 10-15 femtometer fm 10-15 m size of a proton
atto a 10-18 attosecond as 10-18 s time light crosses an atom

Reinforcement Exercises