DISCUSIÓN N° 2 METROLOGÍA

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTAL

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

Asignatura: INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA, Ciclo I-2020

DISCUSIÓN N° 2

Segunda Unidad: METROLOGÍA

1. ¿Cuáles a su alrededor pueden ser ejemplos de magnitudes?
2. ¿Cuál es la diferencia entre los sistemas absolutos y los sistemas gravitacionales?
3. Indicación: Responda Falso o Verdadero según corresponda:

• El peso es una magnitud de base en el Sistema Internacional. (   )
• El patrón primario de longitud es una barra de platino e iridio que se encuentra en Francia. (   )
• Una regla graduada comprada en cualquier comercio puede ser un patrón de medida de longitud. (   )

1. ¿Cuáles son las magnitudes, unidades y símbolos del sistema internacional? 
2. Indicación: Explique los siguientes términos

• Análisis dimensional.

• Dimensión.

• Dimensiones derivadas

1. Indicación: Responda falso o verdadero según corresponda

• Las constantes de proporcionalidad en las ecuaciones algebraicas no tienen dimensiones.

• La expresión Ln Lm es igual a la expresión L(n+m) (   )

• La expresión Vn /Vm es igual a la expresión V(n-m) (   )

• La expresión L/T2 es igual a la expresión LT-2 (   )

• Una longitud expresada en pies se puede convertir a una longitud expresada en kilómetros. (   )

• El metro, el kilogramo y el segundo son algunos ejemplos de magnitudes físicas. (   )

• Dos cantidades que han de sumarse necesariamente deben tener las mismas unidades. (   )

• La forma de un objeto es una magnitud física. (   )

1. La siguiente es una fórmula física correcta: λF = mV, donde “m” es la masa, “V” es la velocidad, “F” es la fuerza. Determinar, basándose en el análisis dimensional, qué magnitud representa λ.
2. La energía cinética de un cuerpo se expresa así: K = ½mV2  ó K = P2 /2m. En las expresiones “m” es la masa del cuerpo, “V” es su velocidad y “P” la cantidad de movimiento del mismo. Mediante análisis dimensional determine las dimensiones de “P”.
3. La ley de Newton de la gravitación universal está representada por:

F = GMm/r2

Aquí “F” es la magnitud de la fuerza gravitacional ejercida por un cuerpo sobre otro; “M” y “m” son las masas de dichos cuerpos, y “r” es la distancia entre ellos. ¿Cuáles son las unidades del SI de la constante de proporcionalidad “G”?

1. La ecuación de Bernoulli, dada en términos de presión para aplicar a una línea de flujo de un fluido ideal es:

P + ρV2 /2 +  ρgh = constante

En esta ecuación “P” es la presión estática en un punto del fluido, “ρ” es la densidad del fluido, “g” es la aceleración debido a la gravedad, “h” la altura del punto en consideración y “V”  es velocidad.

Demostrar aplicando análisis dimensional que los términos sumados a “P” tienen dimensiones de presión.

1. Determinar cuáles de las ecuaciones son dimensionalmente correctas o incorrectas

• V = V0 + at

• x = V0 t + ½ at3

• ∆x = (V2 – V0)/2a

1. Para el movimiento oscilatorio de un sistema formado por una masa “m” suspendida en un resorte se obtiene: A =    y B = 2π ; en ambas “k” es la constante de elasticidad del resorte y sus unidades en el SI son N/m Aplicando análisis dimensional determine si “A” y “B” representan el periodo y la frecuencia del movimiento. [pic 1][pic 2][pic 3]
2. Sustituya la potencia de diez por el símbolo del prefijo que corresponda a las siguientes cantidades: (Ejemplo: 4.8 x10-6 m =4,8 μm). Recuerde que el valor numérico de la medida debe estar entre 1 y 10 para expresarse con prefijos.

MEDIDAS

6,6 x 10-9 s

3,2 x 10-3 L

8,1 x 10-6 g

7 500 x 109 W

0,0045 x 1015 m

2,0 x 106 A

0,00386 A

1. Una persona a dieta pierde 0,23 kg por semana. Exprese la tasa de pérdida de masa en miligramos por segundo.
2. El precio aproximado de la gasolina es de 2,60 dólares por galón ¿Cuánto costaría 1 m3 de gasolina?
3. Un vehículo corre por una autopista a 60 km/h. Exprese el resultado en m/s, in/s, ft/s, m/min
4. El volumen de un cono está dado por la expresión: V = Ah/3, donde “A” es el área de la base y “h” su altura. Para un cono dado tenemos que; A= 0,302 m2  y h = 1,020 m, determine el volumen en centímetros cúbicos.
5. La tierra es aproximadamente una esfera de radio 6,37 x 106 m, ¿Cuál es el perímetro en kilómetros? ¿Cuál es su área superficial en kilómetros cuadrados? ¿Cuál es su volumen en kilómetros cúbicos?
6. La masa de una muestra metálica es de 5,827 g y su volumen es 1,87 cm3 obtenga el valor de su densidad, en gramos por centímetro cúbico, en kilogramos por metro cúbico y en libras por pie cúbico.
7. Encontrar el volumen de un cubo cuyas aristas miden 14,5 cm. Exprese el resultado en centímetros cúbicos, metros cúbicos, pulgadas cúbicas y en pies cúbicos.
8. Para el anillo mostrado en la figura. Determine el área, el radio interno mide 4 mm y el radio externo 6 mm, el resultado debe expresarlo en centímetros cuadrados, pies cuadrados y en metros cuadrados.

[pic 4]

1. Si la figura del problema 21 representa una esfera hueca, determine el volumen de la pare sólida, si ésta posee los mismos radios que el anillo del problema anterior. Exprese sus resultados en centímetros cúbicos, metros cúbicos, pulgadas cúbicas y pies cúbicos.
2. ¿Explique y ejemplifique cuáles son los tres tipos del valor de una magnitud?
3. ¿Cómo se  clasifican los instrumentos de medición?¿Qué es exactitud?
4. ¿Explique cuándo una medida es más precisa y de que depende?
5. Determinar qué tipos de errores son los siguientes ejemplos:

• Con una cinta métrica que marca 3 m se midió una caja, pero realmente la cinta mide 3,12 m, porque está mal construida o porque se ha deformado.
• Los datos de altura de una mesa están tomados con un instrumento preciso, pero al registrarlos en la computadora la persona que digitaba los datos tomó mal la lectura del instrumento, registrando en vez de 56,01 cm, 65,01 cm.
• Un quintal de maíz fue pesado en una báscula con décimas de precisión la medida final fue de 100,0 lb, pero al pesarla en una báscula más precisa, que medía centésimas de libra, éste pesaba 100,09 lb.

1. Escribir en notación científica las siguientes cantidades:

• 0,24
• 129
• 600
• 0,0081
• 45,031
• 2 500,4

1. Operar:

• 4,2 x 10-5 + 8,21 x 10-6
• 9 x 104 – 1,2 x 103
• (3,4 x 10-3)(2,1 x 10-2)
• (1,5 x 102)(2,0 x 10)
• (4,3 x 104)/[(1,0 x 102)(2,2 x 10)]

1. Responda falso o verdadero según corresponda 

• El número de cifras significativas con que se expresa una medida es independiente de las unidades en que ésta se exprese.  

• El resultado de sumar dos cantidades de una misma magnitud física aplicando el criterio sobre cifras significativas tiene menor precisión que el resultado que se obtiene al sumarlas.

• Al multiplicar dos medidas para obtener por cálculo otra medida y aplicar el criterio de las cifras significativas, el resultado de la operación debe contener mayor número de cifras significativas que las que tiene cualquiera de las cantidades multiplicando o multiplicador.

• Al dividir dos medidas para obtener por calculo el valor de otra medida y al aplicar el criterio de las cifras significativas, el resultado de la operación tiene igual número de cifras significativas que la cantidad que tiene menos sea el dividendo o el divisor.

• El Área A de un círculo se puede calcular aplicando la fórmula A = πr2, donde r es su radio. De acuerdo al criterio de cifras significativas, “A” debe expresarse con el número de cifras igual al número de cifras que se utilizaron para π.

• El orden de magnitud de la cantidad 0,0032 es 10-3 

• El orden de magnitud de la cifra 40 000 es 105.  

1. El orden de magnitud de los latidos del corazón (70 latidos/min) dados por una persona al cabo de 21 a de edad es:
2. El diámetro de un grano de arena de cuarzo, es de 0,06 mm, Estimar el orden de magnitud de la cantidad de granos de arena que podrían llenar un vaso de 12 oz.
3. El resultado de la suma de 0,16 + 2,4 + 3,25, aplicando el criterio de cifras significativas es:
4. El resultado de la resta 3,25 – 2.4, aplicando el criterio de cifras significativas es:
5. El producto de 2,25 X 0,15, aplicando el criterio de cifras significativas es:
6. Redondee las siguientes cantidades:

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