11 votos

¿La unidad de una cantidad cambia si se toma la raíz cuadrada de ella?

Por ejemplo, tengo una masa, m = 0.1kg y le saco la raíz cuadrada, dando m = 0.316 (3 cifras significativas), ¿la unidad sigue siendo kg, o cambia?

10 votos

Puede resultar instructivo darle la vuelta a las preguntas y ver si ya conoces la respuesta. En este caso, considera preguntar "¿Cambia la unidad si cuadras una cantidad?".

1 votos

@dmckee Bueno, si multiplico o divido dos cantidades juntas, las unidades se multiplican o dividen en consecuencia, entonces si lo elevo al cuadrado, ¿es lo mismo que kg*kg (kg^2) en este ejemplo?

2 votos

Saras, sí. Y como la raíz cuadrada es la inversa de elevar al cuadrado, puedes deducir que las unidades cambian tal como dicen las respuestas a continuación. Con práctica, ese tipo de pensamiento se volverá más natural.

12voto

deadbug Puntos 853

Como señalan las otras respuestas (y los comentarios de dmckee), sí, si tomas la raíz cuadrada de una cantidad dimensional entonces también necesitas tomar la raíz cuadrada de las unidades:

$$ \sqrt{4\;{\rm kg}} = 2\;{\rm kg}^{\frac12} $$

Y no, tampoco puedo pensar en una interpretación física significativa para la unidad ${\rm kg}^{\frac12}$.

Sin embargo, en los comentarios dices que te "pidieron graficar una distancia en función de la raíz cuadrada de la masa." Lo que esto significa es simplemente que debes escalar el eje de la masa de forma no lineal, presumiblemente con el fin de mostrar más claramente la relación entre las dos cantidades. Para etiquetar el eje de la masa, básicamente tienes dos opciones:

  • etiquetar el eje como $\sqrt m$, con marcas igualmente espaciadas en, por ejemplo, $1\;{\rm kg}^{\frac12}, 2\;{\rm kg}^{\frac12}, 3\;{\rm kg}^{\frac12}, 4\;{\rm kg}^{\frac12}, \dotsc$, o

  • etiquetar el eje como $m$, con marcas igualmente espaciadas en $1\;{\rm kg}, 4\;{\rm kg}, 9\;{\rm kg}, 16\;{\rm kg}, \dotsc$.

Aunque, técnicamente, ambas opciones son válidas, yo encarecidamente recomendaría la última opción. Simplemente compara estos dos gráficos y mira cuál encuentras más fácil de leer:

Gráfico con unidades de kg^(1/2), escala de eje lineal $\hspace{60px}$ Gráfico con unidades de kg, escala de eje cuadrática

Lamentablemente, no todo el software de representación necesariamente soporta este tipo de etiquetado de ejes, o al menos no lo hace fácil, por lo que a veces se ven gráficos con unidades extrañas como ${\rm kg}^{\frac12}$.

0 votos

Las extrañas unidades del gráfico de la izquierda hacen que sea más difícil leer los valores reales de m, pero el gráfico de la derecha tiene una escala de eje x difícil, lo que hace que el gráfico de la izquierda sea mejor. Sin embargo, hice una tabla de mediciones etiquetando la raíz cuadrada de m como: m/kg, ¿sería sensato escribir m/kg^1/2 entonces?

0 votos

Sí. Si la unidad de $m$ es $\rm kg$, entonces la unidad correcta de $\sqrt m$ es $\rm kg^{\frac12}$. Eso es simplemente un hecho, no una cuestión de elección.

2 votos

Alternativamente, la abscisa izquierda podría etiquetarse como $\sqrt{m/\mathrm{kg}}$, para que realmente tenga sentido, pero rara vez se hace esto.

6voto

AdrieanKhisbe Puntos 113

Sí, la dimensión de una cantidad cambia si se toma la raíz cuadrada. Si $m$ es una masa con dimensión $[m]=\textrm{kg}$, $\sqrt{m}$ no es una masa, sino otra cantidad con dimensión $[\sqrt{m}] = \textrm{kg}^{1/2}$.

Más generalmente, si $[a] = A$ y si $[b]=B$, entonces $[a^n b^m] = A^nB^m$ etc.

4voto

Anna Puntos 11

Tomamos la raíz de la unidad de área (Ej: 4 m$^2$ )
Obtenemos la unidad de longitud (Ej: 2 m) que es la unidad de otra cantidad física
Por lo tanto, definitivamente cambia

4voto

MRA Puntos 546

Se convierte en la raíz cuadrada de la unidad. Piensa en energía:

$$E = \frac{1}{2}mv^{2}$$

Si resuelvo para $v$, obtengo $v = \sqrt{\frac{2E}{m}}$. Dado que $\rm 1 J = 1 kg \cdot m^{2}/s^{2}$, vemos que las unidades tienen que obedecer la raíz cuadrada, o terminaremos con nuestra velocidad siendo algo distinto de m/s.

0 votos

Pero, ¿qué representa kg^1/2? ¿Tiene algún sentido siquiera?

0 votos

No tiene que (y no lo hace) representar nada físico.

0 votos

Representa la raíz cuadrada de una masa. ¡Eso es todo! :D

2voto

monika Puntos 16

Calculemos la raíz cuadrada de 0.1kg:

  • expresado en kg, obtenemos $\sqrt{0.1}\approx 0.316$.
  • expresado en g, obtenemos $\sqrt{100}=10$.

Así que obviamente la unidad cambia. Si se mantuviera la misma, tendríamos $0.316\mbox{kg} = 10\mbox{g}$ lo cual es claramente falso.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X