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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
Problemas conceptuales
1. ¿Cuál de las siguientes magnitudes físicas no es una de las fundamentales del sistema internacional?
(a) masa. (b) longitud. (c) fuerza. (d) tiempo.
(e) todas ellas son magnitudes físicas fundamentales.
2. Al hacer un cálculo. El resultado final tiene las dimensiones m/s2 en el denominador. ¿Cuáles son las unidades finales?
(a) m2/s3. (b) l/s. (c) s3/m2. (d) s. (e) m/s.
3. El prefijo giga significa.
(a) 103. (b) 106. (c) 109. (d) 1012. (e) 1015.
4. El prefijo mega significa.
(a) 10-9. (b) 10-6. (c) 10-3. (d) 106. (e) 109.
5. El prefijo pico significa.
(a) 10-12. (b) 10-6. (c) 10-3. (d) 106. (e) 109.
6. El numero 0,0005130 tiene ______cifras significativas.
(a) una. (b) tres. (c) cuatro. (b) siete. (e) ocho.
7. El numero 23,0040 tiene ______ cifras significativas.
(a) dos. (b) tres. (c) cuatro. (b) cinco. (e) seis.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
8. ¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes de utilizar la longitud de un brazo como unidad estándar de longitud?
9. Verdadero o falso:
(a) para sumar dos magnitudes es condición necesaria que tengan las mismas dimensiones.
(b) para multiplicar dos magnitudes es condición necesaria que tengan las mismas dimensiones.
(c) todos los factores de conversión tienen el valor 1.
10.El ángulo subtendido por el diámetro de la luna en un punto de la tierra es aproximadamente 0,524. Con este dato y sabiendo que la luna dista 384 Mm de la tierra, hallar su diámetro. (El ángulo ᶿ subtendido por la luna es aproximadamente igual a D/r1. donde D es el diámetro de la luna y r1 es la distancia a la misma.)
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
11.El sol posee una masa de 1.99 x 1030 kg. Fundamentalmente el sol esta compuesto de hidrogeno, con solo una pequeña cantidad de elementos mas pesados. El átomo de hidrogeno tiene una masa de 1.67 x 10-27 kg. Estimar el numero de átomos de hidrogeno del sol.
12.Muchas bebidas refrescantes se venden utilizando como envase, latas de aluminio. Una lata contiene aproximadamente unos 0.018kg. De aluminio. (a) estimar cuantas latas se consumen durante un año en los estados unidos de Norteamérica. (b) calcular la masa total del aluminio atribuible al consumo de latas de bebidas refrescantes. (c) si por cada kilogramo de aluminio, en un centro de reciclaje se obtiene 1$. ¿Cuál es el valor económico del aluminio acumulado durante un año de las latas usadas?
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
13.Richard feynman en su ensayo “hay mucho sitio libre en todas partes “propuso escribir la enciclopedia británica completa en la cabeza de un alfiler. (a) estimar el tamaños que deberían tener las letras si suponemos al igual que Richard feynman, que el diámetro de la cabeza del alfiler mide 1.5875 mm. (b) si es un metal el espacio entre átomos es de 0.5 nm (5 x 10 -
10m).Cuántos átomos abarca el grosos de cada letra?
14.Estimar cuantos litros de gasolina usan los automóviles cada día en los estados unidos de Norteamérica y el coste asociado. (b) si de un barril de crudo se obtienen 73, 45 L de gasolina, calcular cuantos barriles de petróleo deben importarse en un año en los estados unidos de Norteamérica para fabricar la gasolina necesaria para la automoción. ¿Cuántos barriles por día supone esta cifra?
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
15.Se ha debatido públicamente con frecuencia cuales son las consecuencias ambientales de usar pañales desechables o pañales reutilizables de tela. (a) supóngase que un bebe, desde que nace y hasta los 2.5 años, usa tres pañales al día. Estimar cuantos pañales desechables se usan cada año en los estados unidos de Norteamérica. (b) calcular el volumen del vertedero ocupado por los pañales, suponiendo que 1000kg de estos residuos ocupan 1 m3. (c) calcular la superficie que ocuparían anualmente estos residuos sise supone que necesitan una profundidad media en el vertedero de 10 m.
16.A cada digito binario lo denominamos bit. Una serie de bits agrupados se denomina palabra y una palabra compuesta por ocho bits se denomina byte. Supongamos que el disco duro de un ordenador tiene una capacidad de 20 gigabytes. (a)¿Cuántos bits pueden almacenarse en el disco duro suponiendo que cada carácter requiere un byte.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
17.Estimar cuanto se recauda anualmente en el peaje del puente George Washington en Nueva York. El peaje cuesta 6 $ en el recorrido de Nueva York a Nueva Jersey y es gratis en el sentido contrario. Los vehículos circulan en un total de 14 carriles.
18.Expresa las siguientes magnitudes usando los prefijos que se listan en la tabla 1.1 y las abreviaturas de la siguiente página EP-1: por ejemplo: 10 000 metros = 10 km.
(a) 1 000 000 vatios
(b) 0.002 gramos.
(c) 3 x 10-6metros.
(d) 30 000 segundos.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
19.Escribir cada una de las siguientes magnitudes sin usar prefijos:
(a) 40 μW. (b) 4 ns. (c) 3 MW. (d) 25 km.
20.Escribir las siguientes magnitudes (que no expresan en unidades del SI) sin usar abreviaturas. Por ejemplo 103 metros = 1 kilometro:
(a) 10-12 abucheos. (b) 109 mugidos. (c)10-6 teléfonos. (d) 10-18 chicos.
(e) 106 teléfonos. (f) 10-9 cabras. (g) 1012 toros.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
21.En las ecuaciones siguientes, la distancia x esta en metros. El tiempo t en segundos y la velocidad v en metros por segundo. ¿Cuáles son las unidades del SI de las constantes C1 y C2?
(a) X=C1+C2t.
(b) x=1/2 C1t2.
(c) v2=2C1x.
(d) x= C1 cos C2t.
(e) v2= 2C1-(C2x)2.
22.Si en el problema 21 se expresa x en pies. T en segundos y v en pies por segundos. ¿Cuáles son las dimensiones de las constantes C1 y C2?
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
23.A partir de la definición original de metro en función de la distancia del ecuador al polo norte hallar en metros.
(a) la circunferencia de la tierra.
(b) el radio de la tierra.
(c) Convertir las respuestas dadas en (a) y (b) de metros a millas.
24.Velocidad del sonido en el aire es 340m/s. ¿Cuál es la velocidad de un avión supersónico que se mueve con una velocidad doble a la del sonido? Dar la respuesta en kilómetros por hora y millas por hora.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
25.Un jugador de baloncesto tiene una altura de 6 pies y 10,5 pulgadas. ¿Cual es su altura en centímetros?
26.Completar las siguientes igualdades:
(a) 100 km/h=______mi/h.
(b) 60 cm=______in.
(c) 100 yd=______m.
27.La mayor separación entre dos soportes del puerto Golden Gate es de 4200 pies. Expresar esta distancia en km.
28.Halla el factor de conversión para convertir millas por hora en kilómetros por hora.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
29.Completar las siguientes expresiones:
(a) 1,296х105 km/h2 =______ km/h.s
(b) 1,296х105 km/h2 = ____m/s2.
(c) 60 mi/h = ____ Ft/s.
(d) 60 mi/h=____ m/s
30.En un libro hay 1,057 cuartos y 4 cuartos en un galón. (a) ¿Cuántos litros hay en un galón? (b) un barril equivale a 42 galones. ¿Cuántos metros cúbicos hay en un barril?
31.Una milla cuadrada tiene 640 acres. ¿Cuántos metros cuadrados tiene un acre?
32.Un cilindro circular recto tiene un diámetro de 6,8 pulgadas y una altura de 2 pies. ¿Cuál es el volumen del cilindro en (a) pies cúbicos, (b) metros cúbicos, (c) litros?
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
33.En las siguientes expresiones, x esta en metros, t en segundos, v en metros por segundo y la aceleración a en metros por segundo cuadrado. Determinar las unidades del SI de cada combinación: (a) V2/x,
(b) √ xa
(c) 12a t 2
34.¿Cuáles son las dimensiones de las constantes que aparecen en cada uno de los apartados del problema 21?
35.La ley de desintegración radiactiva es N0=N 0 e−λt, en donde N0 es el número
de núcleos radiactivos en el instante t=0; N(t) es el número que permanece sin desintegrar en el tiempo t y λ es la llamada constante de desintegración. ¿Qué dimensiones tiene λ?
36.La unidad de SI de fuerza, el kilogramo-metro por segundo cuadrado (
kgm / s2 ¿ . Se denomina newton (N). Hallar las dimensiones y las unidades
del SI de la contante G en la ley de la gravitación F=Gm1m2/r2
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
37.Un objeto situado en el extremo de una cuerda se mueve según un círculo. La fuerza ejercida por la cuerda tiene unidades ML/T2 y depende de la nada del objeto, de su velocidad y del radio del círculo. ¿Qué combinación de estas variables ofrece las dimensiones correctas de la fuerza?
38.Demostrar que el producto de la masa por la aceleración y la velocidad tiene dimensiones de potencia
39.El momento lineal o ímpetu de un objeto es el producto de su masa y velocidad. Demostrar que esta magnitud tiene las dimensiones de una fuerza multiplicada por el tiempo.
40.¿Qué combinación de la fuerza y otra magnitud física tiene las dimensiones de la potencia?
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
41.cuando un objeto cae a través del aire, se produce una fuerza de arrastre que depende del producto del área superficial del objeto y el cuadrado de su velocidad, es decir Faire=CAv2, en donde C es una constante. Determinar las dimensiones de C.
42.La tercera ley de Kepler relaciona el periodo de una planeta con su radio r,
la contante G de la ley de gravitación de Newton (F=Gm1m2/r2) y la masa
del sol Ms. ¿Qué combinación de estos factores ofrece las dimensiones correctas para el periodo de una planeta?
Notación científica y cifras significativas
43.Expresar los siguientes números como números decimales sin utilizar la notación de potencias de diez: (a) 3 x 104. (b) 6.2 x 10-3. (c) 4 x 10-6. (d) 2.17 x 105
44.Escribir en notación científica los siguientes valores: (a) 3.1 GW=________W. (b) 10 pm=_______m. (c) 2.3 fs=_________s. (d) 4 µs=________s.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
45.Realizar las siguientes operaciones, redondeando hasta el numero correcto de cifras significativas, y expresar el resultado en notación científica: (a) (1.14)(9.99 x 104)
46.calcular las siguientes operaciones redondeando al número correcto de cifras significativas y expresando el resultado en notación científica: (a) (200.9) (569.3). (b) (0.000000513) (62.3 x 107). (c) 28.401 + (5.78 x 104). (d) 63.25/(4.17x10-3).
47.Una membrana celular posee un espesor de 7 mm. ¿Cuántas membranas de este espesor deberían apilarse para conseguir una altura de una pulgada?
48.calcular las siguientes operaciones redondeando al número correcto de cifras significativas y expresando el resultado en notación científica: (a) (2.00 x 104) (6.10 x 10-2). (b) (3.141592) (4.00 x 105). (c) (2.32 x 103)/(1.16 x 108). (d) (5.14 x 103) + (2.78 x 102). (e) (1.99 x 102) + (9.99 x 10-5)
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
49.Realizar los siguientes cálculos y redondear los resultados con el numero correcto de cifras significativas: (a) 3.141592654 x (23.2)2. (b) 2 x 3.141592654 x 0.76. (c) 4/3 π x (1.1)3. (d) (2.0) 5/3.141592654.
50.muchas de las carreteras de Canadá limitan la velocidad de los vehículos a 100 Km/h. ¿Cuál es el limite en mi/h?
51.SSM Contando dólares a razón de 1 $ por segundo. ¿Cuántos años necesitarían para contar cien millones de dólares?
52.A veces puede obtenerse un factor de conversión a partir del conocimiento de una constante de dos sistemas diferentes. (a) La velocidad de la luz en el vacío es 180 000 mi/s = 3 x 108 m/s. Utilizar este echo para hallar el numero de kilómetros que tiene una milla. (b) El peso de un pie3 de agua es 62.4 libras. Utilizar este dato y el hecho de que 1 cm3 de agua tiene una masa de 1 g para hallar el peso en libras de 1 Kg de masa.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
53.La masa de un átomo de uranio es de 4.0 x 10-26 Kg. ¿Cuántos átomos de uranio hay en 8 g de uranio puro?
54.Durante una tormenta cae un total de1.4 in de lluvia. ¿Cuánta agua ha caído sobre un acre de tierra? (1 mi2 = 640 acre)
55.Un núcleo de hierro tiene un radio de 5.4 x 10-15 m y una masa de 9.3 x 10-26 Kg. (a) ¿Cuál es la masa por unidad de volumen en kilogramos por metro cubico? (b) Si la tierra tuviera la misma masa por unidad de volumen, ¿Cuál seria su radio? (la masa de la tierra es 5.98 x 1024 Kg)
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
56.calcular las siguientes expresiones.
(a) (5,6 x 10-5)(0.0000075)/(2.4 x 10-12). (b) (14.2)(6.4 x 107)(8.2 x 10-9)-Å.06. (c) (6.1 x 10-6)2(3.6 x 104)3/(3.6 x 10-11)1/2.(d) (0.000064)1/3/[(12.8 x 10-3)(4.90 x 10-1)1/2].
57.SSM La unidad (UA) se define como la distancia medida de la tierra al sol, a saber, 1.496 x 1011 m. el parsec es la longitud radial desde la cual una UA de longitud de arco subtiende un Angulo de 1 segundo. El año luz es la distancia que la luz recorre en un año. (a) ¿Cuántos parsecs están contenidos en una unidad astronómica?, (b) ¿Cuántos metros tiene un parsec?, (c) ¿Cuántos metros existen en un año luz?, (d) ¿Cuántas unidades astronómicas existen en un año luz?, (e) ¿Cuántos años luz contiene un parsec?
58.Para que el universo deje algún día de expansionarse y comience a contraerse, su densidad media debe ser al menos de 6 x 10-27 Kg/m3. (a) ¿Cuántos e- por metro cubico deberían existir en el universo para alcanzar esta densidad critica?, (b) ¿Cuántos protones por metros cúbicos producirían la densidad critica? (me = 9.11 x 10-31 Kg; mp 1,67 x10-27 Kg)
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
59.SSM El detector japonés de neutrinos Super-kamiokande esta formado por un largo cilindro transparente de 39.3 m de diámetro 41.4 m de alto, rellenado de agua extremadamente pura. Calcular la masa de agua que hay en el interior del cilindro. ¿si corresponde la cifra obtenida con el dato que consta con el sitio oficial del Súper-K, según el cual el detector contiene 50,000 toneladas de agua? Densidad del agua: 1000 Kg/m3.
60.La tabla adjunta de los resultados experimentales correspondientes a una medida del periodo del movimiento T de un objeto de masa m suspendido de un muelle en función de la masa del objeto. Estos datos están de acuerdo con una ecuación sencilla que expresa T en función de m de la forma T = Cmn, en donde C y n son constantes es necesariamente un entero. (a) Hallar n y C (para ello existen varios procedimientos. Uno de ellos consiste en suponer un valor de n y comprobarlo representando T en función de mn en papel milimetrado. Si la suposición es correcta, la representación será una recta. Otro consiste en representar log de T en función de log de m la pendiente.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
ANÁLISIS DIMENSIONAL-PROBLEMAS PROPUESTOS
1. En la formula física indicar las unidades de Y en el sistema internacional.
y=Aw cos (wt )
A: velocidad, t: tiempo, m: masa
a) msˉ¹ b) ms c) msˉ² d) msˉ³ e) msˉ4
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
2. En la formula física indique las unidades de z en el sistema internacional.
Z=mc ²p
M: masa, c: velocidad, p: presión.
a) m² b) m c) mˉ¹ d) m³ e) mˉ²
3. determinar las unidades de h en el S.I.:
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hf =mc2
f: frecuencia, c: es velocidad.
a) Kg.m.sˉ² b) Kg.m.s c) kg.mˉ¹.s³ d) Kg.m.sˉ¹ e) Kg.m².sˉ¹
4. En la siguiente formula física, determinar las dimensiones de A.
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UNA=PV
U: energía calorífica, P: presión, V: volumen, N: numero.
a) 1 b) L c) M d) T e) J
5. Hallar las unidades de K en el SI.
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W=12
Kx ²
W: trabajo, x: desplazamiento.
a) Kg.sˉ¹ b) Kg.sˉ² c) Kg.sˉ³ d) Kg.sˉ4 e) Kg.sˉ5
6. En la formula física:
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x=K1+K2 .t+ 12K3 .t ²
X : distancia, t:tiempo.
Determinar las unidades de (K₁.K₂)/K₃
a) m.sˉ¹ b) m.sˉ⁴ c) m.sˉ² d) m.s e) m.sˉ³
7. En la formula física.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
v=K1+K2+K3 .t 2
V: velocidad, t: tiempo.
Determinar las unidades de: (K₁.K₃)/K₂
a) m.sˉ¹ b) m.sˉ⁴ c) m.sˉ² d) m.sˉ⁵ e) m.sˉ³
8. En la siguiente formula física:
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A1 ' 2 . hsen30 °=U . tg53 °
A: aceleración, h: altura.
Determinar las unidades de U en el SI.
a) m.sˉ² b) m.sˉ¹ c) m.sˉ⁴ d) m.sˉ⁵ e) m.sˉ³
9. Determinar las dimensiones de C en la siguiente formula física:
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V .C=Acos60 °+U .P
A: aceleración, v: velocidad.
a) Lˉ³ b) Lˉ¹ c) M d) Lˉ¹′² e) T
10.En la siguiente expresión:
V= at ³
+ b+hc
V: velocidad, t: tiempo, h: altura.
Determinar las dimensiones de b/(a.c)
a) Tˉ¹ b) Tˉ² c) Tˉ³ d) Tˉ⁴ e) T
11.En la siguiente formula física, hallar le unidades de la magnitud b en le sistema internacional:
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
F=a . v (b+ cv )+c
F: fuerza, v: velocidad.
a) Kg.sˉ¹ b) Kg.sˉ² c) Kg.s d) Kg e) Kg.s²
12.En la siguiente formula física ¿Qué magnitud representa E?
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
E=PV+nRT
P: presión, T: temperatura, N: cantidad de sustancia, v: volumen.
a) Trabajo b) Potencia c) Fuerza d) Masa e)Velocidad
13.Obtener las unidades de U en el SI.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
U=32nRT
T: temperatura, n: cantidad de materia, R: constante universal de los gases nobles.
(ML²Tˉ²Ɵˉ¹Nˉ¹)
a) Kg.m² b) Kg.m.sˉ³ c) Kg.m.s d) Kg.m².sˉ² e) Kg.m.sˉ¹
14.- En la siguiente formula determinar las unidades de L, en el sistema internacional.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
L=m.w2 .R
M= Masa
W= velocidad angular
R= radio de giro
a) kg.m.s-2 b) kg.m.s c) kg.m-1.s-3
d) kg.m-1.s2 e) kg.m.s2
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
15.- En la siguiente expresión determinar las unidades de K en el SI.
k=m.V 2
R
M= Masa
V= Velocidad
R= radio de curvatura
a) kg.m.s-1 b) kg.m2.s-2 c) kg.m.s-2 d) kg.m.s-3 e) kg.m.s
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
16.- Si la longitud de una barra L al dilatarse, está dada por la siguiente relación:
L=L0(1+α∆T )
L0= Longitud inicial
ΔΤ= Variación de la Temperatura
α= Coeficiente de dilatación lineal
Hallar las dimensiones de “α”
a) θ b) θ-2 c) θ-3 d) θ-1 e) θ-4
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
17.- El calor especifico “Ce” de una sustancia está dada por:
Q=m.Ce .∆T
Q= cantidad de calor; m: masa
ΔT = Variación de temperatura
Ce = Calor especifico
Hallar [Ce]
a) L2 T-2 θ-1 b) LMT-1 c) LMTθ d) L2 M2 θ-1 e) L-1 M-2 θ-2
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
18.- En la siguiente formula física:
s=D.a .h
D = densidad
a = Aceleración
h = Altura
Hallar “S”
a) Fuerza b) Presión c) Velocidad
d) Aceleración e) Trabajo
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
19.- En la siguiente formula física:
E=D .a .V
D = Densidad, a = Aceleración
V = Volumen
¿Qué magnitud física representa E?
a) Trabajo b) Potencia c) Fuerza
d) Aceleración e) Densidad
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
20.- Determinar la formula que nos permite expresar el volumen de agua por unidad de tiempo (Q) que sale por un agujero, sabiendo que depende de C, D, P y S:
S= masavolumen
P= FuerzaArea
D = Diámetro
C = Constante adimensional
a) Q=C D2√ PS
b) Q=C D2√ SP
c) Q=C2D 3 PS
d) Q=CDPS
e) Q=C √ PSD
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
21.- Se sabe que la velocidad de una onda mecánica en una cuerda en vibración depende de la fuerza llamada tensión (T), de la masa (m) y de la longitud (L) de la cuerda. Encontrar la fórmula que permita encontrar dicha velocidad.
a) v=√TLm
b) v=√ mTL
c) v=TLm d) v=√TLm
e) v=√ TLm
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
22.- Determinar el valor de:
3 x+ 13
y−z
Se sabe que la siguiente ecuación es dimensionalmente correcta:
F L8T2=M x Ly T z
F: Fuerza M: Masa T: Tiempo L: Longitud
a) 4 b) 5 c) 6 d) 7 e) 8
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
23.- En la siguiente fórmula física indicar las dimensiones de a.b
a=A .e−bwsin(wt )
A: Longitud t: Tiempo
e: constante numérica
a) L T-1 b) L-1 T2 c) L T2 d) L T3 e) LT
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
24.- Es la expresión dimensionalmente homogénea:
A=K exvt
I. |xvt|=1 y puedeser xvt=8
II. |A|=|K|si:|e|=1
III. |A|=|K|y puede ser :|e|=L2
Donde L es la longitud
¿Qué afirmaciones son verdaderas?
a) Solo II y III b) solo I y II
c) Solo I y III d Solo III
e) Solo II
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
25. En la siguiente formula física:
R=(√ z ( h+ z ))( yz−log x)( y+A)
Si h=altura. ¿Qué magnitud representa R?
a) Volumen b) Velocidad c) Trabajo
d) Densidad e) Área
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
26. Hallar |AB | si la siguiente ecuación es dimensionalmente correcta:
v3= A+F2
B
V: Volumen F: Fuerza
a) L4 b) L6 c) L7
d) L8 e) L9
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
27. Encontrar las unidades de A, si la siguiente ecuación es dimensionalmente correcta:
A=4 π2L2(L−b)cos θ
t2a
Dónde:L,b : son longitudes en metro4 y π: son adimensionales t : tiempo en segundosa: superficies
a) m/s2 b) m/s c) m2/s2 d) 4m/s3 e) m-1
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
28. El número de Reynolds (Re) es un número que se define como:
Re=DVY
D: Diámetro del tubo de conducción V: velocidad del fluidoY: viscosidad cinemática en m2/s
¿Cuáles son las unidades de Re?
a) m/s b) Joule c) m/s2 d) Newton e) es adimensional
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
29. Se tiene la siguiente expresión dimensionalmente correcta que se utiliza para calcular la velocidad de los cuerpos:
v=a(L− tb)
L: adimensionalV: velocidadT: tiempo
¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta?
I. “a” puede representar el espacio recorridoII. “a” puede representar la velocidad del móvilIII. La magnitud fundamental de “b” es el tiempo.
a) I y II b) II y III c) solo I d) solo III e) solo II
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
30. La siguiente formula es dimensionalmente correcta:
P=K D x g yhz cos20o
K: adimensionalp: presióng: aceleraciónD: densidadh: altura
Hallar (x+y+z)
a) 1 b) 2 c) 3 d) 5 e) 7
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
31. En la siguiente formula física:
P K=m .g .h sin 23o
P: potencia g: aceleraciónm: masah: altura
¿Qué magnitud representa K?
a) Longitud b) masa c) velocidad d) peso específico e) tiempo
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
32. Sabiendo que:
F: fuerzaE: energíaV: velocidada: aceleraciónm: masad, x: distanciaw: velocidad angular
¿Qué afirmación NO es dimensionalmente correcta?
a) d=−vt−3a t 2sinθb) E=3Fd cosθ
c) E=mv2+madd) v2=ax+w2d2
e) E=mv+mw2d
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
33. En la siguiente formula física:
K= 3√ rQm
r: tensión superficial (N/m)Q: Caudal (m3/s)M: masa
Determinar que magnitud representa K
a) Aceleración b) Fuerza c) Presión d) Velocidad e) Energia
34.Dada la formula física:
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
P= D x .Q y .hz
gw
Donde:P: Potencia h: AlturaQ: Caudal D: DensidadG: Aceleración
Hallar el valor de:E=( x+ y+z ) .w
a) 1 b) 2 c)-3d) 4 e) 5
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
35.Dada la formula física: K=Af +B .S−CV
Donde:f: FrecuenciaS: SuperficieV: Volumen
La unidad de A.C/B es el N.s.Determinar la unidad SI de la magnitud K.a) Frecuencia b) Fuerza c) Trabajod) Periodo d) Potencia
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
36.En la siguiente fórmula:
K=ARC+B I2 LDonde:
R: Resistencia (L2M T−3 I−2)
C: Capacidad (L−2M−1T 4 I 2)I: Intensidad de corrienteL: Inductancia (L2M T−2 I−2)
Determinar que magnitud representa A/B
a) Potencia b) Presión
c) Caudal d) Frecuencia
d) Energía
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
37.Dada la formula física:
K= B2 . A2 μ
Donde:B: Inducción magnética (MT−2 I−1)A: Áreaμ: Permeabilidad magnética (M ¿−2 I−1)
Determinar que magnitud representa K.a) Fuerza b) Densidad
c) Velocidad d) Área
d) Volumen
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
38.Determinar la expresión dimensional de “y” en la siguiente ecuación:
y . log 3=(h−3h )2(p+πp)
a−aDonde:h: Alturap: Presióna: Aceleración angular
a) LM2 b) L3M c) LM3
d) L2M2 e) LM
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
39.Un cuerpo se mueve y su trayectoria esta definida por:
x= V 2
2 A ¿¿Donde:
x: Distanciaμ: numero V: Velocidad
Hallar las dimensiones de “A”
a) LT2 b) LT-1 c) MLT2
d) LT-2e) LT
40.La potencia de la hélice de un aeroplano está dada por la siguiente expresión:
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
P . sin16 °=K D aRbV c
Calcular los valores numéricos de “a”, “b” y “c”.Sabiendo que:P: PotenciaR: RadioD: DensidadV: VelocidadK: escalar
a) 1; 1; 1 b) 1; 1; 2 c) 1; 2; 3
d) 1; 2; 2 e) 2; 2; 3
41.Sabiendo que la siguiente ecuación es dimensionalmente homogénea:
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
m=hf
x2
Donde:m: Masaf: frecuenciah: Constante de Planck (Joule.segundo)
Podemos asegurar que “x” es:
a) Área
b) Densidad
c) Presión
d) Velocidad lineal
e) Periodo
42. En la ecuación homogénea:
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
W=( BK−C K2
D ( EK−F ))SEN 37°
Hallar F , si:B: altura C: masaE: fuerza
a) LTb) L2T-2
c) LT2
d) L-2Te) LT-1
43. En la siguiente expresión, dimensionalmente correcta:
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
ω2SEN 30 °= x
√ 3 t2+ a− y
πz
Donde:ω : velocidad angulara: aceleraciónt: tiempo
se pide encontrar: x,y,z
a) L2T-2
b) L3Mc) L2T-3
d) L2T-1
e) LMT-2
44. Si la ecuación indicada es homogénea:
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
UNA + UNI = IPEN
Tal que: U: energía R: radio
Entonces las dimensiones de PERU serán:
a) L4M4T-4
b) L-4M2T4
c) L4M2T-6
d) L5M2T-4
e) L5M5T-2
45. Si la siguiente expresión es dimensionalmente correcta, hallar x-3y:
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
F=BZA-YVX
Donde:F: presión B: fuerzaA: volumen V: longitud
a) -2b) -4c) 6d) 9e) 10
46. Sabiendo que la siguiente expresión es dimensionalmente correcta, encontrar las dimensiones de z.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
x.log(xt-yv)=Axyz
Donde: t: tiempo v: velocidadA: área
a) L3T2
b) L-1
c) L2
d) L2T-1
e) LM-2
47. La frecuencia (f) de oscilación de un péndulo simple depende de su longitud (L) y de la aceleración de la gravedad (g) de la localidad. Determinar una formula
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
empírica para la frecuencia. Nota:K es una constante de proporcionalidad numérica.
a) kLg2
b) kL/gc) kg/Ld) k√ g/Le) k√L/g
48. Se sabe que la velocidad de una onda mecánica en una cuerda es vibración depende dela fuerza llamada tensión (T), de la masa (m) y de la longitud (L) de la cuerda. Encontrar una fórmulaque permita hallar dicha velocidad.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
a) v=Tm2Lb) v=m√TL
c) v=√ mTL
d) v=√TLm
e)
f) v=√ mTL
49. En la siguiente expresión físicamente aceptable:
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
K t 2
R=1
Donde:
a: aceleración R:radio t: tiempo
“K” podría tomar dimensiones de:
a) longitudb) tiempoc) velocidadd) aceleracióne) adimensional
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
50. Determinar la formula física para la aceleración de un movimiento armonico simple si se comprueba que experimentalmente depende de una constante “4Π2”, de la frecuencia “f” y de la elongación “x”.
a) 4Π2fxb) 4Π2fx2
c) 4Π2f2xd) 4Π2f2xe) 4Π2fx-2
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
51. Para que la siguiente expresión física sea dimensionalmente homogénea. Determinar las dimensiones de “φ”.
sen(θ+ vt∅ )=0,5
Donde: v: velocidad t: tiempo Ø: angulo
a) 2b) Lc) LTd) L-1Te) LT-1
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
52. Si la ecuación de estado de un gas ideal que realiza un proceso isotérmico es:
P.V=k
Donde:P: presiónV: volumen del gas
¿Qué magnitud representa “k”?
a) Temperaturab) Numero de molesc) Velocidad mediad) Densidade) Energía
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
53. La Ley de Stockes de la fuerza de fricción en un un líquido viscoso es reposo esta dado por:
F = 9,6 π 2 K x R y V z
R: Radio de la esfera que se encuentra en el fluido, V: Velocidad media de la esfera.
K = ML^-1 T^-1
Calcular: T = πx + πy - 2πz
a) 4π b) 3π c)2 π d) π c) 0
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
54. En la siguiente formula física:
DW^2 X^2 V = A^2 m^−1 + Bgh
Donde:
x,h: Longitudes: Densidad, W: frecuencia, V: Volumen, m: Masa y
g: aceleración de la gravedad
Determinar que magnitud representa A/B
a) Velocidad b) Fuerza c) Aceleración d) Trabajo e) Energía
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
55. Si K=QA^2+FA
Donde:
Q: Gasto de agua (kg/s) y F: Fuerza
Determinar la unidad SI de la magnitud K.
a) Joule b) Watt c) Newton d) Pascal e) Weber
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
56. La ecuación de un péndulo está dada por:
T=2 π L^y g^x
Donde:
T: Tiempo
g: Aceleración de la gravedad
Determinar el valor de x.
a) ½ b) -½ c) 0 d) 1 e) -1
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
57. Determine las dimensiones de I en la siguiente ecuación:
E=1/2 Iω^2
Donde:
E: Energía
ω : se mide en rad/s
a) MLT^-2 b) ML^2 c) ML^-1 d) MLT^-4 e) ML-^2
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
58. Si la siguiente ecuación P=d^ X v^ Y F^Z
Donde:
P: Presión, v: Volumen, F: Fuerza, d: diámetro
Es dimensionalmente homogénea, hallar x + 3y.
a) -1 b) -3 c) -5 d) -2 e) -4
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
59. En la siguiente expresión:
P=2Ax^2 − 30BxSenθ – C / At^2 − 6BtCosθ + C
Donde:
A: Velocidad y t: tiempo
Hallar las dimensiones de “C” si es que la expresión es dimensionalmente homogénea.
a) LT
b) L^2T^2
c) L^-2^T2
d) L^-1T^-1
e) L^-2T^-2
60. Sabiendo que la expresión PV = nRT es dimensionalmente correcta.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
Siendo:
P: Presión, V: Volumen, n: Cantidad de sustancia, T: Temperatura
Se pide determinar las dimensiones de R.
a) L^2 M^-1 T^-2 θ-1 N-1
b) L^-2 MT^2 θ2
c) L^-1 MT^-2 θ-2
d) L^2 MT^-2 θ-1 N^-1
e) LM^-1 T^2 θ^2 N-1
61. ¿Cuál es la dimensión de A/B? de la expresión de volumen dada por:
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
V=3At^3 + B/3t
Donde: t: tiempo
a) T^-1 b) T^-3 c) T^5 d) T^-2 e) T^-4
62. De acuerdo a la Ley de Coulomb para la interacción de dos cargas eléctricas en el vacío, se verifica lo siguiente:
F= (1/4π ε0) (q1xq2/d^2)
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
Se pide encontrar las dimensiones de (ε0) que representa la permitividad eléctrica en el vacío.
a) L^-3 MT^-4I^-1
b) L^2 MT^-2 I^-2
c) L^-1 M^2 T^-2 I^-3
d) L^-3 M^-1 T^4 I^2
e) L^-4 M^-2 T^3 I^-1
63.Determinar la formula dimensional de “A” en la siguiente ecuación dimensionalmente correcta:
A=6.B .k−√π .C .K 3
Siendo:
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
B: Calor por unidad de masaC: Aceleración angular
a) L3T-2 b) L2T-2 c) LT-3
d) L-3T-2 e) L-2T
64.Si la ecuación dimensional:
10mv2sin (wy−θ )= 5 x .sin θ
3 y2cos θEs dimensionalmente correcta, determinar las dimensiones de x.
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
Siendo:m: masa, v: velocidad, w: velocidad angular
a) L4M-2 b) L2M c) L4M-3
d) L-4M2 e) L-3M-2
65.Determinar las dimensiones de E, si E=xz/y2 sabiendo asimismo que la expresión:
d . v . log (mx/ t )= y . tan (θ+ ym / z )
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
Es dimensionalmente correcta, siendo:d: densidad, m: masa, v: velocidad, t: tiempo
a) L2MT-3 b) L2M-1T-3 c) L2M-1T2
d) L-3MT-1 e) L3M2T-2
66.Si la ecuación dada es dimensionalmente correcta.
(4 π ) y=Sx log ( axv
)
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
Donde:S: Área, a: aceleración, v: velocidad
Halle la ecuación dimensional de “y”.a) L2T-2 b) L2T
c) LT2 d) LT
d) LT-1
67.Se muestra una ecuación homogénea en donde B y C son magnitudes desconocidas, D es densidad. Hállese la ecuación dimensional de “S” en:
A tanθ=Bcosθ+CSD .sin θ
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
a) L3M b) LM3 c) L3M3
d) LM e) L-1M3
68.La ley de Hooke establece que la fuerza aplicada a un resorte elástico es directamente proporcional a su deformación(x). Hállese K en la ecuación:
F=K .xa) MT b) MT-1 c) MT-2
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PROBLEMAS CONCEPTUALES Y ANALISIS DIMENCIONAL DINÁMICA
d) M-1T e) M-2T
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARMEN 86