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PROBLEMAS PROPUESTOS DE CONVERSION DE UNIDADES Y ANALISIS DIMENSIONAL. 1. La presión atmosférica es de 14,7 lb/pulg2 (PSI) en el sistema inglés. Convertir a unidades métricas de kg/cm2 2. ¿Cuántos Angstrom (A°) hay en 2,01 cm? 3. La densidad del agua es 62,4 Ib/pie3 en el sistema inglés, convertirla a unidades métricas (g/cm3 ó g/ml) 4. Calcular la masa total de un bidón metálico de 1kg con forma cilíndrica de 1 metro de radio y 2 metros de altura lleno de agua. 5. A partir de la definición 1 pulg = 2.54 cm, determine cuantos a) kilómetros hay en 1.00 milla y b) cuantos pies hay en 1.00 km. 6. Según la etiqueta de un frasco de aderezo para ensalada, el volumen del contenido es 0.473 litros (L). Use solo las conversiones 1 L =1,000 cm3 y 1 pulg = 2.54 cm para expresar dicho volumen en pulgadas cubicas. 7. Cuantos nanosegundos tarda la luz en viajar 1.00 pie en el vacío? 8. La densidad del plomo es 11.3 g/cm3. ¿Cuál es su equivalencia en kilogramos por metro cubico? 9. El motor más potente que había para el automóvil clásico Chevrolet Corvette Sting Ray modelo 1963 desarrollaba 360 caballos de fuerza y tenía un desplazamiento de 327 pulgadas cubicas. Exprese este desplazamiento en litros (L) usando solo las conversiones 1 L = 1,000 cm3 y 1 pulg = 2.54 cm. 10. Un campo cuadrado que mide 100.0 m por 100.0 m tiene un área de 1.00 hectáreas. Un acre tiene un área de 43,600 pies cuadrados. Si un campo tiene un área de 12.0 acres, ¿cuál es su equivalencia en hectáreas? 11. Cuantos años más viejo será usted dentro de 1.00 mil millones de segundos? (Suponga que un ano tiene 365 días.) 12. Mientras va conduciendo en un país extranjero, observa un letrero que indica el límite de velocidad en una carretera como 180,000 estadios (furlongs) por quincena. ¿Cuánto es esto en millas por hora? (Un estadio es 1/8 de milla y una quincena son 14 días. Originalmente el estadio se refería a la longitud de un surco arado.) 13. Cierto automóvil hibrido que consume poco combustible tiene un rendimiento de gasolina de 55.0 mpg (millas por galón). a) Si usted va manejando dicho auto en Europa y quiere comparar su rendimiento con el de otros automóviles europeos, exprese tal rendimiento en km/L (L = litro). b) Si el depósito de gasolina de este automóvil tiene una capacidad de 45 L, ¿cuantas veces deberá llenar el depósito de gasolina para conducir 1,500 km? 14. Las conversiones que siguen son comunes en física, además de muy útiles. a) Use 1 milla = 5,280 pies y 1 h = 3,600 s para convertir 60 mph a unidades de ft/s. b) La aceleración de un objeto en caída libre es de 32 ft/s2. Use 1 ft = 30.48 cm para expresar esta aceleración en unidades de m/s2. c) La densidad del agua es de 1.0 g/cm3. Convierta esta densidad a unidades de kg/m3. 15. Neptunio. En el otoño de 2002, un grupo de científicos de Los Álamos National Laboratory determino que la masa crítica del neptunio 237 es de unos 60 kg. La masa crítica de un material fisionable es la cantidad mínima que debe juntarse para iniciar una reacción en cadena. Este elemento tiene una densidad de 19.5 g/cm3. ¿Cuál será el radio de una esfera de este material que tiene dicha masa crítica? 16. El año luz es una medida de longitud (no del tiempo) equivalente a la distancia que la luz recorre en 1 año. Obtenga el factor de conversión entre los años luz y los metros, y calcule la distancia con la estrella próxima Centauri (4.0 x 1016 m) en años luz. 17. Un verdadero hito en la evolución del universo poco después del Big Bang es el tiempo de Planck tp cuyo valor depende de tres constantes fundamentales: 1) la rapidez de la luz (la constante fundamental de la relatividad), c = 3.00 X 108 m/s; 2) la constante gravitacional de Newton (la constante fundamental de la gravedad), G = 6.67 X 10-11 m3/s2 • kg, y 3) la constante de Planck (la constante fundamental de la mecánica cuántica), h = 6.63 X 10-34 kg • m2/s. Basándose en un análisis dimensional, calcule el valor del tiempo de Planck. 18. Hallar “α” para que la ecuación sea dimensionalmente correcta: √A2 − B33 = tgαABcosα 19. La fórmula para hallar la rigidez de una cuerda es: s = �aQ R + b� d2 Q= Peso (Newtons), R= radio, d —diámetro, S= (Newtons); hallar las ecuaciones dimensionales de las cantidades “a” y “b”; si dicha ecuación es dimensionalmente correcta. 20. Determinar las dimensiones de "A" e “Y” para que la expresión: Y = APe(4mA/v) sea dimensionalmente correcta, siendo: P = presión, m = masa, V = rapidez y e=base de los logaritmos neperianos. 21. La siguiente expresión es dimensionalmente correcta: W−PC−mvα Agh = 1 − Bx sec60º Agh Hallar la formula dimensional de : Q = Aα √Bα �√Cα� −1 donde : W = trabajo, m = masa, v = rapidez, g = aceleración de la gravedad, h = altura, x = distancia, P = potencia. 22. La siguiente ecuación es dimensionalmente correcta: r−yv−zF = nx Donde n = masa (longitud)(tiempo) F = fuerza, r = radio, v = rapidez. Hallar (x + y + z) 23. De acuerdo con la Ley de Coulomb para la interacción de dos cargas eléctricas en el vacío, se verifica lo siguiente: F = 1 πε0 q1q2 d2 donde F —Fuerza, q1q2 = cargas eléctricas, y d = distancia. Se pide encontrar las dimensiones de la permitividad eléctrica en el vacío (ε0). 24. Determinar la fórmula que nos permite expresar el volumen de H2O por unidad de tiempo [Q] que sale por un agujero, sabiendo que depende de la densidad (d), del diámetro (D), presión (p) y K constante adimensional. 25. Encontrar [K] y [C] si la ecuación es dimensionalmente correcta: C Msenθ m(K2+H2) dónde: M = momento de fuerza, m = masa y H = altura. 26. Determinar las dimensiones que debe tener “Q" para que la expresión “W” sea dimensionalmente correcta W=0,5mvα + Agh + BP, donde W = trabajo, m = masa, v θ= rapidez, g=aceleración de la gravedad, h=altura, P = potencia, α = potencia desconocida. Hallar: Q = A √Bαα 27. Hallar la ecuación dimensional de “C” en la expresión: P = P0 �e −mv 2cθE − 1� Dónde: v = rapidez, m = masa, E = energía, θ = temperatura, P Ξ P0 = potencia. 28. En la ecuación dimensionalmente correcta hallar [B]. Dónde : P = potencia y W = peso especifico 48π Nseny− PW yB = In N 29. En la ecuación homogénea, halle [x], siendo “e”, base de los logaritmos neperianos: x(P1−P2) 4πsenα = z. exyz. Y. F donde P1 y P2 = presiones, F = fuerza. 30. En la figura: se tiene un cuerpo sumergido en un líquido. La expresión dimensional de su densidad está definida por la siguiente ecuación: D = X .m + Y.A + Z. Donde D = densidad, m = masa del cuerpo, A = área, h =altura del cuerpo con respecto a la base del recipiente. Determinar las dimensiones de X, Y, Z.
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