Tarea 1: Ejercicios y problemas.

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1 Tarea 1: Ejercicios y problemas. Sistema Internacional. 1. Aplicar las reglas que establece el Sistema Internacional de Unidades para el uso de los símbolos de sus unidades, para completar la tabla siguiente: Cantidad Relación Unidad Símbolo Expresión en unidades básicas Area m 2 m 2 Densidad kilogramo/metro cúbico Volumen metro cúbico Concentración mol m -3 Velocidad distancia / tiempo Aceleración Fuerza masa aceleración kg m s -2 Trabajo, energía fuerza J distancia Potencia trabajo / tiempo Presión fuerza / área newton/metro cuadrado Pa Frecuencia s -1 Diferencia de Potencial trabajo / carga eléctrica V Resistencia eléctrica Ohm Ω Carga eléctrica C A s Capacitancia eléctrica F 2. Usa prefijos para expresar las siguientes cantidades. a) 10 6 personas b) 10-3 años c) 10 1 alumnos d) 10 9 granos de arena e) átomos f) milenios g) 10 3 pesos h) 10-6 días

2 3. Una persona sometida a dieta pierde 2.3 kg por semana. Exprese la tasa de pérdida de masa en miligramos por segundo. 4. Si se tuviera una caja cúbica conteniendo 1 mol de cubos de azúcar, cuál sería la longitud de su borde? Considerar la longitud de un terrón de azúcar típico de 1 cm. 5. Cierta página impresa tiene un promedio de 25 palabras por 6.5 cm 2 de papel. Calcular el promedio de palabras en una hoja tamaño carta. 6. Una unidad de área, a menudo usada al expresar áreas de terreno es la hectárea, que se define como 10 4 m 2. Una mina de carbón a cielo abierto consume 77 hectáreas de terreno con una profundidad de 26 m cada año. Qué volumen de la tierra, en kilómetros cúbicos es retirada en ese tiempo? Medición, errores e incertidumbres. Resolución y capacidad. 1. A partir del dibujo del voltímetro que aparece a continuación contesta las siguientes preguntas: a) Cuál es la resolución del aparato? b) Cuál es su capacidad?

3 Cifras significativas. 2. dato x x10 4 Escribe el número de cifras significativas en cada caso. Aparatos continuos y discretos. 3. Clasificar los siguientes instrumentos como continuos o discretos: a) multímetro de aguja b) cronómetro digital c) balanza granataria d) cinta métrica e) transportador f) ph-metro analógico g) probeta graduada h) pipeta volumétrica i) fuente de poder digital j) termómetro de mercurio k) matraz aforado 4. Asociar la incertidumbre absoluta a cada uno de los instrumentos del problema 3, si la mínima división de la escala de cada uno es: a) 0.01 V b) 0.01 s c) 0.01 g d) 1 mm e) 1 f) 0.1 g) 1 ml h) capacidad de 5 ml i) 1 ma j) 1 C k) capacidad de 100 ml 5. Indicar la mínima división de la escala de los instrumentos, si estos son continuos, partiendo de las siguientes mediciones directas y repetibles. 1. (1000 ± 10) Ω 2. (3.18 ± 0.01) s 3. (1.800 ± 0.005) V 4. (4.6 ± 0.1) cm 3 Exactitud.

4 6. Indicar cuáles de los siguientes enunciados son números exactos: a) el número de microsegundos que hay en una semana b) el área superficial de una moneda c) el número de pulgadas que hay en una milla d) la masa de una canica e) el número de páginas que tiene un libro. Incertidumbre absoluta. 7. A partir de la siguiente figura contesta las preguntas: a) Cuál es la resolución de las probetas? b) Escribe el volumen que contiene la probeta de la derecha con su incertidumbre.

5 Tipos de errores. 8. Un estudiante mide las masas de cinco cilindros diferentes con una balanza granataria y sus volúmenes por el método geométrico. Cuando hace una gráfica de masa contra volumen descubre que para masa cero el volumen que indica la gráfica es mayor que cero y se pregunta por qué?, de hecho, el volumen es cero cuando la masa es -3.00g masa negativa!, a) Cuál crees tú que es el origen de este resultado erróneo? b) Cómo lo corregirías? c) Cómo se llama este tipo de errores? 9. Al medir 10 períodos de oscilación de un péndulo se tiene que 10T = 2.30 s. Sabiendo que se usó un cronómetro que se adelanta 0.1 s en cada minuto: a) Qué tipo de error tiene la lectura? b) Cuál es el valor corregido de la medición? Medidas repetibles y no-repetibles. 10. Al medir con un cronómetro 10 veces la duración de la caída de una piedra, las lecturas son: 4.30 s, 4.28 s, 4.33 s, 4.35 s, 4.25 s, 4.05 s, 4.27 s, 4.37 s, 4.15 s, 4.18 s. a) Cuál es la incertidumbre en cada una de estas mediciones? b) Qué tipo de medida es? c) Si se usó la misma piedra, la misma altura y el mismo cronómetro A qué se debe tanta diferencia en las lecturas? d) Cómo se reportaría esta medición? (Redondee los resultados)

6 Incertidumbre relativa y porcentual. 11. Observa la siguiente fotografía del medidor de ph y: a) escribe la lectura con su incertidumbre. b) calcula la incertidumbre relativa de dicha lectura de ph. 12. De la siguiente serie de mediciones: i s ± 5% ii km ± 0.5 % iii. 980 R.P.M. ± 2% iv g ± 0.28% v C ± 0.1% a) Calcule su incertidumbre absoluta. b) Diga cuál medición es la más precisa. Propagación de incertidumbres. 13. El coeficiente de expansión γ del aire, se obtiene con la relación h0 γ = h h 0 donde h 0 = (12.00 ± 0.05) cm y h = (4.30 ± 0.05) cm son las alturas inicial y final, leídas en un manómetro de agua. a) Calcular el valor de γ. b) Calcular la incertidumbre absoluta de γ.

7 14. Se midieron los lados de una mesa y de un libro con una regla de 30 cm con mínima división de la escala de 1 mm obteniendo los siguientes resultados: Libro: largo 23.2 cm, ancho 18.4 cm Mesa: largo cm, ancho 86.7 cm a. Calcular el perímetro y el área de ambos objetos, incluyendo sus incertidumbres. b. Si las medidas de largo y ancho hubieran sido hechas con un flexómetro de 3 m con mínima división de escala de 1 mm, habría cambios en la respuesta anterior?, cuáles?. c. Repetir el inciso a), ahora con las medidas obtenidas con el flexómetro. con cuál de los dos instrumentos de medida se obtiene una incertidumbre más pequeña? 15. En un experimento se mide la velocidad v de salida de agua a través de un orificio ubicado en el fondo de un recipiente. Del análisis energético se obtiene que v = (2gh) 1/2. Si h = (18.00 ± 0.05) cm, g = (9.810 ±0.005) m/s 2, cuánto debe valer δh para que δv sea menor al 5%?