S01 s2-Resolver ejercicios

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Cálculo aplicado a la física 1 
Magnitudes Físicas y Ecuaciones Dimensionales 
SEMANA 01 Sesión 02 
Magnitud Física 
Una magnitud física es una propiedad o 
cualidad medible de un sistema físico, es 
decir, a la que se le pueden asignar distintos 
valores como resultado de una medición o 
una relación de medidas. Las magnitudes 
físicas se miden usando un patrón que tenga 
bien definida esa magnitud, y tomando 
como unidad la cantidad de esa propiedad 
que posea el objeto patrón. 
 
Orden de magnitud. 
Un kilo, tiene un orden de magnitud de 
“diez elevado a tres” (10 3) o simplemente 
un orden de magnitud “tres”. 
El orden de magnitud para una célula (en 
metros [m]) es de 10-5 [m]. 
Para las planetas es de 107 [m]. 
Para las galaxias es de 1021 [m]. 
Para comparar los diferentes órdenes de 
magnitud, basta con restar los 
exponentes: 
Una galaxia es 14 órdenes de magnitud 
mayor que un planeta (21- 7 = 14). 
 
Cifras significativas 
Las mediciones siempre tienen 
incertidumbre. El número de cifras 
significativas en una medición se puede usar 
para expresar algo de esa incertidumbre. 
Cuando se multiplican o dividen muchas 
cantidades, el número de cifras significativas 
en la respuesta final es el mismo que el 
número de cifras significativas en la cantidad 
que tiene el número más pequeño de cifras 
significativas. 
Cuando los números se sumen o resten, el 
número de lugares decimales en el 
resultado debe ser igual al número más 
pequeño de lugares decimales de cualquier 
término en la suma. 
 
(Serway Física para ciencias e ingeniería Vol. I). 
 
Potencia Prefijo Abreviatura 
10 - 24 yocto y 
10 - 21 zepto z 
10 - 18 atto a 
10 - 15 femto f 
10 - 12 pico p 
10 - 9 nano n 
10 - 6 micro µ 
10 - 3 mili m 
10 - 2 centi c 
10 - 1 deci d 
10 3 kilo k 
10 6 mega M 
10 9 giga G 
10 12 tera T 
10 15 peta P 
10 18 exa E 
10 21 zetta Z 
10 24 yotta Y 
 
Ecuaciones dimensionales 
Son expresiones matemáticas que colocan a 
las magnitudes derivadas en función de las 
fundamentales, utilizando para ello las reglas 
básicas del álgebra, excepto la suma y resta. 
Notación: 
Magnitud Dimensión 
Longitud L 
Masa M 
Tiempo T 
Temperatura θ 
Intensidad de corriente I 
Cantidad de sustancia N 
 
Cálculo aplicado a la física 1 
A: se lee magnitud "A"; 
[A]: se lee Ecuación Dimensional de "A". 
Intensidad luminosa J 
 
Aplicaciones 
1. Identifique la magnitud y clasifique según corresponda marcando con una “X”: 
 
Magnitud Escalar Vectorial 
El torque que produce la fuerza 
Aceleración del autobús. 
Longitud de la pizarra. 
Tiempo de vuelo. 
Fuerza magnética. 
Densidad del aluminio. 
Rapidez de un automóvil. 
El diámetro de un cilindro. 
Potencia de un motor. 
 
2. Exprese en el sistema internacional las siguientes cantidades. 
 
a) 25 lb/in2 a N/m2 
b) 1 ft/s a m/s 
c) 34 mi/h a km/h 
d) 4,504 mi a km 
 
3. La densidad del hormigón es 2,4 g/cm3; exprese el valor en kg/m3 en notación 
científica. 
 
4. El diámetro de un sólido es 20,25 mm y la altura es 50,3 mm 
 
a) Determine el volumen del sólido 
b) Si la masa es 43,940 g calcule la densidad volumétrica 
 
Exprese sus resultados en las unidades básicas del SI con las cifras significativas 
adecuadas y en notación científica 
 
5. Al comprar un paquete de galletas, se observa que cada una tiene la forma de 
un disco con un diámetro de 6,265 cm y un espesor de 0,23 cm. 
Calcule el volumen en metros cúbicos de una galleta y exprese su resultado en 
notación científica. 
 
6. Exprese las siguientes cantidades usando el prefijo correspondiente y en 
notación científica, utilizando solo tres cifras. 
 
23,5 N.m 
0,0000 000 175 m/s 
 
Cálculo aplicado a la física 1 
204 569 N 
0,000 345 L 
347 986 034 kg 
7. Halle las ecuaciones dimensionales de las siguientes expresiones: 
 
a) La cantidad de movimiento lineal 
mvP = 
 
b) La energía cinética 
2
2
1
mvEc = 
 
c) La potencia mecánica 
 
t
W
P = 
8. La ecuación g = v 𝑡𝑥(4 + 𝑘𝑦−𝑥) es dimensionalmente correcta; siendo g la 
aceleración, t el periodo y v velocidad. Halle 𝑥 
 
9. La potencia transmitida en una cuerda por una onda senoidal se calcula a través 
de la siguiente ecuación: 
vAP 22
2
1
= 
Siendo: ω (rad/s), A (m), v (m/s) 
¿Cuál es la dimensión de µ? 
 
10. La cantidad de calor que se entrega a una sustancia para incrementar su 
temperatura se calcula: 
 
TmCQ e= 
 
Siendo: Q es el calor, m la masa, Ce el calor específico y ΔT 
¿Cuál es la dimensión del calor específico?