TALLER 2 Primeros pasos en la medición Resuelve las siguientes situaciones: 1º Inventa unidades patrón de longitud, masa y tiempo y determina las ventajas o desventajas que estas poseerían frente las convencionales. Solución:
Unidad patrón de longitud: El antebrazo. Medir distancias y longitudes con base al largo de mi brazo. Desventaja: Inexactitud, pues cada persona tendría su propia unidad particular, su antebrazo. Unidad patrón de masa: La masa de 1 cm3 de hielo. Desventaja: la variación de dicha masa a razón de la temperatura, pues el agua presenta dilatación térmica. Unidad patrón de tiempo: Las pulsaciones del corazón (aproximadamente 75 pul/min). Desventaja: Dicha unidad dependería de muchos factores, tales como: condición física, anímica, ubicación geográfica, etc.
2º Enumera varios fenómenos periódicos que ocurren en la naturaleza e indica cómo podrían servir de patrón para la medida del tiempo. Solución:
El ciclo lunar: la Luna gira alrededor de la Tierra en un período de 27,5 días. El ciclo solar: Reloj de Sol. Su fundamento radica en la sombra que proyecta sobre el piso una barra vertical al recibir la luz solar. La variación de la longitud de la sombra en el transcurso del día se puede aprovechar como referencia para la medida de intervalos de tiempo. El movimiento de un péndulo, el movimiento de una masa suspendida de un resorte, las olas del mar, la luz, el sonido, la vibración de una cuerda de guitarra, los latidos del corazón, etc. El movimiento pendular, por ejemplo, sucede con tanta regularidad, que puede utilizarse para la medición del tiempo.
3º Nombra varios fenómenos de la naturaleza susceptibles de ser medidos e indica la forma como lo harías. Solución: La lluvia: La cantidad de precipitación se mide con un pluviómetro. Los movimientos sísmicos: Su intensidad se mide con un sismógrafo. El peso: se mide con un dinamómetro La masa: se mide con una báscula. La congelación del agua: Su temperatura se mide con un termómetro. La presión: se mide con un manómetro.
4º Sugiere una manera de medir la distancia media del Sol a la Tierra. Solución: Conociendo la velocidad de la luz (300.000.000 m/s) y el tiempo que invierte en recorrer la distancia del Sol a la Tierra (aproximadamente 8.5 minutos o 510 segundos) y utilizando la fórmula: Distancia = Velocidad x tiempo X = V.t = 300.000.000 m/s x 510 s X = 153.000’000.000 m 6º Expresa en notación científica los siguientes intervalos de tiempo medidos en segundos: (a) (b) (c) (d)
Vida media del hombre: 1000000000 = 1 x 109 Tiempo que tarda la Tierra en girar sobre sí misma: 86400 = 8,64 x 104 Período de vibración de una cuerda de guitarra: 0,00001 = 1 x 10–5 Intervalo entre dos latidos del corazón: 1 = 1 x 100
7º Expresa en notación científica las siguientes masas medidas en kilogramos: (a) (b) (c) (d) (e)
Masa del Sol: 600000000000000000000000000000 = 6 x 1029 Masa de un barco: 10000000000 = 1 x 1010 Masa del átomo: 0,0000000000000000000001 = 1 x 10–22 Masa de un toro: 420 = 4,2 x 102 Masa de la Tierra: 5970000000000000000000000 = 5,97 x 1024
9º Expresar en metros las siguientes longitudes: (a) (b) (c) (d) (e)
48 km = 48 x 103 m = 4,8 x 104 m 36 Hm = 36 x 102 m = 3,6 x 103 m 0,96 dm = 0,96 x 10–1 m = 9,6 x 10–2 m 3,9 x 109 cm = 3,9 x 109 x 10–2 m = 3,9 x 107 m 8,9 x 10–24 Dm = 8,9 10–24 m x 101 = 8,9 10–23 m
10º Expresar en kilogramos las siguientes masas: (a)
0,496 g = 0,496 x 10–3 kg = 4,96 x 10–4 kg
(b)
9,46 mg = 9,46 m /g /×
(c)
846 g = 846 x 10–3 kg = 8,46 x 10–1 kg
(d)
3,5 ×10 7 mg = 3,5 ×10 7 m / g/ ×
(e)
3 x 10–4 g = 3 x 10–4 x 10–3 kg = 3 x 10–7 kg
1g 1kg / × = 9,46 ×10 −6 kg 3 3 10 m /g / 10 g /
1 g/ 1 kg × 3 = 3,5 ×10 7 ×10 −6 kg = 3,5 ×10 1 kg = 35 kg 10 3 m g 10 g/ //
11º Expresar en segundos los siguientes intervalos de tiempo: (a)
34,6 min = 34,6 x 60 s = 2 076 s
(b)
48,2 h = 48,2 x 3 600 s = 173 520 s
(c)
/ í/a 1día =1d /×
(d)
32 h = 32 x 3 600 s = 115 200 s
(e)
/o 1año = 1a /ñ /×
/ 3600 s 24 h × = 86 400 s / / í/a 1d 1h /
/ í/a 365 d / s/ 86400 s × ≈ 3,15 x10 7 s /o / í/a 1a 1d /ñ / /
12º Expresar en m/s las siguientes velocidades: Nota: Para convertir una rapidez en km/h a m/s, siempre hay que multiplicar por fraccionario que simplificado es equivalente a
5 , el cual se establece como factor de 18
conversión. (a)
20
km km 5 m = 20 × = 5,5 h h 18 s
(b)
60
km km 5 m = 60 × = 16,6 h h 18 s
(c)
4,3 × 10 6
(d)
100
km km 5 m = 100 × = 27,7 h h 18 s
(e)
144
km km 5 m = 144 × = 40 h h 18 s
1000 , 3600
km km 5 m = 4,3 × 10 6 × ≈ 1,19 × 10 6 h h 18 s
