En la lengua, los prefijos son una parte esencial para entendernos: Nadie diría que Superman tenía poderes, sino superpoderes; o no estarás igual de contento si te dicen que tu último examen ha sido creíble, que si te dicen que ha sido increíble.
Pues, de la misma manera que los prefijos en nuestro día a día pueden cambiar completamente el significado de una oración, lo mismo pasa con los prefijos en física. Tal y como veremos, en física utilizamos los prefijos para modificar las cantidades: estarás de acuerdo que no es lo mismo correr un metro que un kilómetro, o un kilogramo de arroz que un gramo (que son unos pocos granos).
Y para finalizar, estudiaremos la relación entre los prefijos y el tamaño relativo.
¿Qué son los prefijos en física?
Los prefijos, en física, son afijos que se usan al principio de cantidades para modificar el significado de la expresión.
Las unidades del SI utilizan prefijos para expresar cantidades especialmente grandes o pequeñas. El uso de prefijos simplifica las expresiones y normaliza los términos utilizados para describir números de cualquier tamaño.
Por ejemplo, cuando nos referimos a "temperaturas bajo cero" en un día de nieve, el prefijo "sub" significa "más bajo que" y, por tanto, estamos describiendo temperaturas inferiores a cero.
Otros prefijos comunes son "mega" y "giga", que se utilizan a diario en la informática.
Orden de magnitud
En ocasiones, el uso de prefijos no óptimo o, sencillamente, necesitamos expresar todo en las mismas unidades, sin modificarlas. Es por ello que podemos emplear los órdenes de magnitud para comparar distintas cantidades.
El orden de magnitud es un sistema de clasificación basado en el tamaño relativo de un objeto. En el sistema SI, podemos decir que un objeto es un orden de magnitud mayor que otros objetos, si su valor medido es diez veces mayor que los demás.
Ejemplos de orden de magnitud
Una longitud de \(20\,\,\mathrm{metros}\) es un orden de magnitud mayor que \(1\,\,\mathrm{metro}\), ya que \(20\,\,\mathrm{metros}\) son más de diez veces \(1\,\,\mathrm{metro}\).
¿Y los kilogramos? \(10\,\,\mathrm{gramos}\) es un orden de magnitud mayor que \(1\,\,\mathrm{gramo}\), \(100\,\,\mathrm{gramos}\) es un orden de magnitud mayor que \(10\,\,\mathrm{gramos}\) y \(1\,\,\mathrm{kilogramo}\) es un orden de magnitud mayor que \(100\,\,\mathrm{gramos}\). Por tanto, hay tres órdenes de magnitud entre el gramo y el kilogramo.
Fig. 1: El orden de magnitud nos ayuda a comprender el tamaño relativo de los objetos.
Tabla de prefijos del sistema internacional
Los símbolos simplifican la escritura y el cálculo de ecuaciones y resultados matemáticos. Hay un símbolo para cada prefijo del SI. Existen símbolos como prefijos para valores grandes y pequeños, y cada prefijo y símbolo representa un orden de magnitud.
Un ejemplo familiar es \(\mathrm{cm}\), el símbolo del centímetro. Su nombre significa la centésima parte de la longitud de un metro, su orden de magnitud es \(-2\) frente al metro y su representación es \(0,01\).
Prefijos, símbolos, órdenes y nombres para grandes cantidades
La tabla de prefijos del SI que se muestra a continuación cubre las cantidades mayores de una unidad. Estos prefijos dan lugar a los múltiplos
Prefijo
Símbolo
Orden de magnitud
Representación
Nombre
yotta-
Y
24
1 000 000 000 000 000 000 000 000
Septillón
zetta-
Z
21
1 000 000 000 000 000 000 000
Sextillón
exa-
E
18
1 000 000 000 000 000 000
Quintillón
peta-
P
15
1 000 000 000 000 000
Cuatrillón
tera-
T
12
1 000 000 000 000
Trillón
giga-
G
9
1 000 000 000
Billón
mega-
M
6
1 000 000
Millón
kilo-
k
3
1000
Mil
hecto-
H
2
100
Cien
deca-
da
1
10
Diez
Tabla 1. Prefijos, símbolos y órdenes de magnitud utilizadas para cantidades por encima de la unidad.
Prefijos, símbolos, órdenes y nombres para cantidades pequeñas
La tabla de prefijos del SI que figura a continuación abarca las cantidades menores que una unidad. Estos prefijos dan lugar a los submúltiplos.
Prefijo
Símbolo
Orden de magnitud
Representación
Nombre
deci-
d
-1
0,1
Décimo
centi-
c
-2
0,01
Centésimo
mili-
m
-3
0,001
Milésimo
micro-
μ
-6
0,000 001
Millonésimo
nano-
n
-9
0,000 000 001
Billonésimo
pico-
p
-12
0,000 000 000 001
Trillonésimo
femto-
f
-15
0,000 000 000 000 001
Cuatrillonésimo
atto-
a
-18
0,000 000 000 000 000 001
Quintillones
zepto-
z
-21
0,000 000 000 000 000 000 001
Sextillonésimo
yocto-
y
-24
0,000 000 000 000 000 000 000 001
Septillonésimo
Tabla 2. Prefijos, símbolos y órdenes de magnitud utilizadas para cantidades por debajo de la unidad.
Puede que leas que habrá una nueva central eléctrica renovable cerca de tu zona que, en condiciones normales, producirá \(300\,\,\mathrm{MWh}\). Pero, ¿cuánto es eso?
El símbolo \(\mathrm{MWh}\) significa megavatios por hora.
\(\mathrm{M}\) es el símbolo de Mega, que significa un millón.
\(300\,\,\mathrm{MWh}\), por tanto, son \(300\, 000\, 000\,\,\mathrm{vatios}\) por hora.
Una bombilla media, por el contrario, consume unos \(30\,\,\mathrm{vatios}\) por hora.
Si dividimos la potencia producida por la nueva central eléctrica entre la cantidad de energía que consume la bombilla, queda claro que la central proporcionará energía suficiente para \(10\, 000\, 000\) de bombillas por hora.
Fig. 2: Los dispositivos de generación de energía —como las centrales nucleares, térmicas, eólicas o solares—miden su producción en kilovatios o gigavatios.
Prefijos de cantidad
En las unidades del SI se aplica un prefijo cuando una cantidad es menor o mayor que la unidad original por un factor de diez. Cada prefijo en el sistema SI nos indica que una cantidad es un orden de magnitud menor o mayor que la anterior.
Veámoslo en los siguientes ejemplos:
Temperatura: \(3\,\,\mathrm{megakelvin}\), mega significa un millón. Esta medida es seis órdenes de magnitud mayor que cualquier temperatura en el rango de \(1\) a \(9\,\,\mathrm{kelvin}\).
Longitud: \(4,5\,\,\mathrm{kilómetros}\), \(\mathrm{kilo}\) significa \(1000\). Esta medida es tres órdenes de magnitud mayor que cualquier medida en el rango de \(1\) a \(9\,\,\mathrm{metros}\).
Prefijos del sistema internacional y tamaño relativo
Los prefijos del sistema internacional también se pueden utilizar para saber en cuántos órdenes de magnitud se diferencia un objeto de otro, si conocemos su tamaño. Los órdenes de magnitud pueden indicarnos cómo se compara el tamaño de un objeto con el de otros. Este método de comparación es útil cuando se miden longitudes o áreas, y se aproximan los resultados para conocer, con precisión, una medida.
Revisemos el siguiente ejemplo de uso de este método:
Un perno utilizado para fabricar una máquina debe tener una anchura de \(3\,\,\mathrm{cm}\), pero puede ser ligeramente mayor o menor en \(0,03\,\,\mathrm{cm}\). Si el perno es más ancho que \(3\,\,\mathrm{cm}+0,03\,\,\mathrm{cm}\), no encajará; y si es más pequeño que \(3\,\,\mathrm{cm}-0,03\,\,\mathrm{cm}\), no estará lo suficientemente apretado.
Puedes determinar el tamaño relativo de la desviación permitida en la medición haciendo una simple división:
Esto indica que el tamaño del perno es \(50\) veces mayor que la desviación permitida en el ancho del perno. La desviación permitida, por tanto, es dos órdenes de magnitud inferior a la anchura del perno.
Cuando se realizan mediciones para producir objetos, dos, tres o incluso cuatro o cinco órdenes de magnitud más pequeños, esto significará tener que producir piezas más precisas.
Prefijos del SI - Puntos clave
Los prefijos nos permiten utilizar nombres cortos y normalizados para cantidades muy grandes y muy pequeñas.
Los prefijos tienen un símbolo asociado.
Los símbolos del SI tienen el mismo significado que los prefijos.
Encontramos símbolos de cantidad en todas las disciplinas: desde las ciencias naturales hasta las artes.
El orden de magnitud nos ayuda a saber lo grande o pequeño que es un objeto, en comparación con otros.
References
Relative Sizes of the Planets (https://www.flickr.com/photos/lunarandplanetaryinstitute/4110039700/in/photostream/) by Lunar and Planetary Institute (https://www.flickr.com/photos/lunarandplanetaryinstitute/) is licensed by CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
Solar wind (https://www.flickr.com/photos/gellscom/23893840672/) by Gerry Machen (https://www.flickr.com/photos/gellscom/) is licensed by CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
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Preguntas frecuentes sobre Prefijos del Sistema Internacional
¿Cuáles son los prefijos que se utilizan en el Sistema Internacional?
Los prefijos utilizados en física, en orden descendente son:
yotta-
zetta-
exa-
peta-
tera-
giga-
mega-
kilo-
hecto-
deca-
deci-
centi-
mili-
micro-
nano-
pico-
emto-
atto-
zepto-
yocto-.
¿Qué son los prefijos de cantidad?
Los prefijos, en física, son afijos que se utilizan al principio de cantidades para modificar el significado de la expresión.
¿Cómo usar la tabla de prefijos?
Para hacer la conversión, utilizando la tabla de prefijos, tan solo tienes que multiplicar la cantidad que quieres convertir por diez elevado a la diferencia de órdenes de magnitud entre el prefijo en el que te encuentras (o puede ser que no tengas prefijo) y el prefijo que quieres convertir.
Para tener clara esta diferencia de órdenes de magnitud puedes consultar nuestras tablas.
¿Cuál es el orden de magnitud, en física?
El orden de magnitud es un sistema de clasificación basado en el tamaño relativo de un objeto. En el sistema SI, podemos decir que un objeto es un orden de magnitud mayor que otros objetos, si su valor medido es diez veces mayor que los demás.
¿Cuál es la representación del prefijo mega?
El prefijo mega representa 1 000 000.
¿Cuál puede ser un ejemplo de orden de magnitud?
Un ejemplo de orden de magnitud puede ser que una longitud de 20 metros diremos que es un orden de magnitud mayor que 1 metro, ya que 20 metros son más de diez veces 1 metro.
Otro ejemplo es que 10 gramos es un orden de magnitud mayor que 1 gramo, 100 gramos es un orden de magnitud mayor que 10 gramos y 1 kilogramo es un orden de magnitud mayor que 100 gramos. Por tanto, hay tres órdenes de magnitud entre el gramo y el kilogramo.
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Lily Hulatt es una especialista en contenido digital con más de tres años de experiencia en estrategia de contenido y diseño curricular. Obtuvo su doctorado en Literatura Inglesa en la Universidad de Durham en 2022, enseñó en el Departamento de Estudios Ingleses de la Universidad de Durham y ha contribuido a varias publicaciones. Lily se especializa en Literatura Inglesa, Lengua Inglesa, Historia y Filosofía.
Gabriel Freitas es un ingeniero en inteligencia artificial con una sólida experiencia en desarrollo de software, algoritmos de aprendizaje automático e IA generativa, incluidas aplicaciones de grandes modelos de lenguaje (LLM). Graduado en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de São Paulo, actualmente cursa una maestría en Ingeniería Informática en la Universidad de Campinas, especializándose en temas de aprendizaje automático. Gabriel tiene una sólida formación en ingeniería de software y ha trabajado en proyectos que involucran visión por computadora, IA integrada y aplicaciones LLM.
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