1.
(I) Se cree que la edad del Universo es de aproximadamente 14 mil
millones de años. Con dos cifras significativas, escriba esa edad en
potencias de diez en a) años, y b) segundos.
Get solution
2.
(I) Cuántas cifras significativas tiene cada uno de los siguientes
números: a) 214, b) 81.60, c) 7.03, d) 0.03, e) 0.0086, f) 3236 y g)
8700?
Get solution
3. (I) Escriba los siguientes números en potencias de diez: a) 1.156, b) 21.8, c) 0.0068, d) 328.65, e) 0.219 y f) 444.
Get solution
4.
(I) Escriba completos los siguientes números con el número correcto de
ceros: a) 8.69 X 104, b) 9.1 X 103, c) 8.8 X 10-1, d) 4.76 X 102 y e)
3.62 X 10-5.
Get solution
5. (II) ¿Cuál es la incertidumbre porcentual en la medición 5.48 + 0.25 m?
Get solution
6.
(II) En general los intervalos de tiempo medidos con un cronómetro
tienen una incertidumbre de aproximadamente 0.2 s, debido al tiempo de
reacción humana en los momentos de arranque y detención. ¿Cuál es la
incertidumbre porcentual de una medición cronometrada a mano de a) 5 s,
b) 50 s, c) 5 min?
Get solution
7. (II) Sume (9.2 X 103 s) + (8.3 X 104 s) + (0.008 X 106 s).
Get solution
8. (II) Multiplique 2.079 X 102 m por 0.082 X 10-1, tomando en cuenta cifras significativas.
Get solution
9.
(III) Para ángulos ɵ pequeños, el valor numérico de sen ɵ es
aproximadamente igual al valor numérico de tan ɵ. Determine el ángulo
mayor para el cual coinciden seno y tangente en dos cifras
significativas.
Get solution
10.
(III) ¿Cuál es aproximadamente la incertidumbre porcentual en el
volumen de un balón de playa esférico, cuyo radio es r = 0.84 + 0.04 m?
Get solution
11.
(I) Escriba los siguientes números (decimales) completos con unidades
estándar: a) 286.6 mm, b) 85 μV, c) 760 mg, d) 60.0 ps, e) 22.5 fm
(femtómetros), f) 2.50 gigavolts.
Get solution
12.
(I) Exprese lo siguiente usando los prefijos de la tabla 1-4: a) 1 X
106 volts, b) 2 X 10-6 metros, c) 6 X 103 días, d) 18 X 102 dólares y e)
8 X 10-8 segundos.
Get solution
13. (I) Determine su altura en metros y su masa en kilogramos.
Get solution
14.
(I) El Sol está en promedio a 93 millones de millas de la Tierra. ¿A
cuántos metros equivale esto? Expréselo a) usando potencias de diez y b)
usando un prefijo métrico.
Get solution
15. (II) ¿Cuál es el factor de conversión entre a) ft2 y yd2, b) m2 y ft2?
Get solution
16. (II) Si un avión viaja a 950 km/h, ¿cuánto tiempo le tomará recorrer 1.00 km?
Get solution
17.
(II) Un átomo típico tiene un diámetro de aproximadamente 1.0 X 10-10
m. a) ¿Cuánto es esto en pulgadas? b) ¿Cuántos átomos hay
aproximadamente en una línea de 1.0 cm?
Get solution
18. (II) Exprese la siguiente suma con el número correcto de cifras significativas: 1.80 m + 142.5 cm + 5.34 X 105 μm.
Get solution
19. (II) Determine el factor de conversión entre a) km/h y mi/h, b) m/s y ft/s, y c) km/h y m/s.
Get solution
20. (II) ¿Cuánto más larga (en porcentaje) es una carrera de una milla, que una carrera de 1500 m (“la milla métrica”)?
Get solution
21.
(II) Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año (a una
rapidez = 2.998 X 108 m/s). a) ¿Cuántos metros hay en 1.00 año luz? b)
Una unidad astronómica (UA) es la distancia promedio entre el Sol y la
Tierra, esto es, 1.50 X 108 km. ¿Cuántas UA hay en 1.00 año luz? c)
¿Cuál es la rapidez de la luz en UA/h?
Get solution
22.
(II) Si usted utiliza sólo un teclado para introducir datos, ¿cuántos
años se tardaría en llenar el disco duro de su computadora, el cual
puede almacenar 82 gigabytes (82 X 109 bytes) de datos? Suponga días
laborables “normales” de ocho horas, que se requiere un byte para
almacenar un carácter del teclado y que usted puede teclear 180
caracteres por minuto.
Get solution
23.
(III) El diámetro de la Luna es de 3480 km. a) ¿Cuál es el área
superficial de la Luna? b) ¿Cuántas veces más grande es el área
superficial de la Tierra?
Get solution
24. (I) Estime el orden de magnitud (potencias de diez) de: a) 2800, b) 86.30 X 102, c) 0.0076 y d) 15.0 X 108.
Get solution
25.
(II) Estime cuántos libros se pueden almacenar en una biblioteca
universitaria con 3500 m2 de espacio en la planta. Suponga que hay ocho
anaqueles de alto, que tienen libros en ambos lados, con corredores de
1.5 de ancho. Los libros tienen, en promedio, el tamaño de éste.
Get solution
26. (II) Estime el tiempo que le tomaría a un corredor recorrer (a 10 km/h) de Nueva York a California.
Get solution
27. (II) Estime el número de litros de agua que un ser humano bebe durante su vida.
Get solution
28.
(II) Estime cuánto tiempo le tomaría a una persona podar el césped de
un campo de fútbol usando una podadora casera ordinaria (figura 1-11).
Suponga que la podadora se mueve con una rapidez de 1 km/h y tiene un
ancho de 0.5 m.
Get solution
29. (II) Estime el número de dentistas a) en San Francisco y b) en su ciudad natal.
Get solution
30.
(III) El hule desgastado en los neumáticos entra a la atmósfera como un
contaminante particular. Estime cuánto hule (en kg) entra al aire en
Estados Unidos cada año. Una buena estimación para la profundidad del
dibujo de un neumático nuevo es de 1 cm, y el hule tiene una masa
aproximada de 1200 kg por cada m3 de volumen.
Get solution
31.
(III) Usted está en un globo de aire caliente a 200 m por encima de una
llanura plana tejana y mira hacia el horizonte. ¿Qué tan lejos puede
ver, es decir, qué tan lejos está su horizonte? El radio de la Tierra es
de 6400 km aproximadamente.
Get solution
32.
(III) Yo decido contratarlo a usted durante 30 días y usted puede
decidir entre dos posibles formas de pago: ya sea 1. $1000 por día, o 2.
un centavo el primer día, dos centavos el segundo día y así
sucesivamente, duplicando diariamente su paga diaria hasta el día 30.
Use una estimación rápida para tomar su decisión y justifíquela.
Get solution
33.
(III) Muchos veleros se amarran a un puerto deportivo a 4.4 km de la
orilla de un lago. Usted mira fijamente hacia uno de los veleros porque,
cuando se encuentra tendido en posición horizontal en la playa, sólo
puede ver la cubierta, pero ningún lado del velero. Luego usted va al
velero al otro lado del lago y mide que la cubierta está a 1.5 m por
encima del nivel del agua. Usando la figura 1-12, donde h = 1.5 m,
estime el radio R de la Tierra.
Get solution
34.
(III) Otro experimento donde usted puede utilizar el radio de la
Tierra. El Sol se pone —desaparece por completo en el horizonte— cuando
usted está recostado en la playa con los ojos a 20 cm de la arena. Usted
se levanta de inmediato y sus ojos quedan ahora a 150 cm sobre la arena
y puede ver de nuevo la parte superior de ese astro. Si luego cuenta el
número de segundos (= t) hasta que el Sol desaparece por completo otra
vez, usted puede estimar el radio de la Tierra. Pero para este problema,
utilice el radio de la Tierra conocido y calcule el tiempo t.
Get solution
35. (I) ¿Cuáles son las dimensiones de densidad, definida como masa entre volumen?
Get solution
36.
(II) La rapidez v de un cuerpo está dada por la ecuación v = At3 – Bt,
donde t representa el tiempo. a) ¿Cuáles son las dimensiones de A y B?
b) ¿Cuáles son las unidades SI para las constantes A y B?
Get solution
37.
(II) Tres estudiantes obtienen las siguientes ecuaciones, donde x se
refiere a la distancia recorrida, v a la rapidez, a a la aceleración
(m/s2), t al tiempo y el subíndice (0) significa una cantidad en el
tiempo t = 0: a) x = vt2 + 2at, b) x = v0t + ½at2 y c) x = v0t + 2at2.
¿Cuál de estas ecuaciones es correcta de acuerdo con una comprobación
dimensional?
Get solution
38.
(II) Demuestre que la siguiente combinación de las tres constantes
fundamentales de la naturaleza que usamos en el ejemplo 1-10 (que son G,
c y h) forma una cantidad con las dimensiones de tiempo:
Gh
tP = c5
Esta cantidad, tP, se denomina tiempo de Planck, y se considera el
tiempo más temprano, después de la creación del Universo, en el que se
pudieran aplicar las leyes de la física actualmente conocidas.
Get solution
39.
Los satélites de posicionamiento global (GPS, por las siglas de global
positioning satellites) se usan para determinar posiciones con gran
exactitud. Si uno de los satélites está a una distancia de 20,000 km de
usted, ¿qué incertidumbre porcentual en la distancia representa una
incertidumbre de 2 m? ¿Cuál es el número de cifras significativas
implícito en la distancia?
Get solution
40.
Los chips de computadora (figura 1-13) se graban en obleas circulares
de silicio que tienen un grosor de 0.300 mm, que se rebanan de un
cristal de silicio sólido cilíndrico de 25 cm de longitud. Si cada oblea
puede contener 100 chips, ¿cuál es el número máximo de chips que se
pueden producir con un cilindro completo?
Get solution
41. a) ¿Cuántos segundos hay en 1.00 año? b) ¿Cuántos nanosegundos hay en 1.00 año? c) ¿Cuántos años hay en 1.00 segundo?
Get solution
42.
El fútbol americano se practica en un campo de 100 yardas de longitud;
en tanto que el campo del fútbol soccer mide 100 m de largo. ¿Qué campo
es más grande y qué tanto (dé yardas, metros y porcentaje)?
Get solution
43.
Comúnmente el pulmón de un adulto humano contiene cerca de 300 millones
de cavidades diminutas llamadas alvéolos. Estime el diámetro promedio
de un solo alveolo.
Get solution
44. Una hectárea se define como 1.000 X 104 m2. Un acre tiene 4.356 X 104 ft2. ¿Cuántos acres hay en una hectárea?
Get solution
45. Estime el número de galones de gasolina consumidos por todos los automóviles que circulan en Estados Unidos durante un año.
Get solution
46.
Use la tabla 1-3 para estimar el número total de protones o de
neutrones en a) una bacteria, b) una molécula de ADN, c) el cuerpo
humano, d) nuestra galaxia.
Get solution
47.
Una familia común de cuatro personas usa aproximadamente 1200 L (cerca
de 300 galones) de agua por día (1 L = 1000 cm3). ¿Qué profundidad
perdería un lago cada año si cubriera uniformemente un área de 50 km2 y
abasteciera a una población local de 40,000 personas? Considere sólo el
uso del agua por la población, despreciando la evaporación y otros
factores.
Get solution
48. Estime el número de bolitas de goma de mascar contenidas en la máquina de la figura 1-14.
Get solution
49.
Estime cuántos kilogramos de jabón para lavandería se utilizan en
Estados Unidos durante un año (y que, por lo tanto, las lavadoras
descargan al drenaje junto con el agua sucia). Suponga que cada carga da
lavandería lleva 0.1 kg de jabón.
Get solution
50.
¿Qué tan grande es una tonelada? Es decir, ¿cuál es el volumen de algo
que pesa una tonelada? Para ser específicos, estime el diámetro de una
roca de 1 tonelada, pero primero haga una conjetura: ¿será de 1 ft de
ancho, de 3 ft o del tamaño de un vehículo? [Sugerencia: La roca tiene
una masa por unidad de volumen de aproximadamente 3 veces la del agua,
que es de 1 kg por litro (103 cm3) o de 62 lb por pie cúbico].
Get solution
51.
Un disco compacto (CD) de audio contiene 783.216 megabytes de
información digital. Cada byte consiste en exactamente 8 bits. Cuando se
toca el CD, el reproductor lee la información digital a una taza
constante de 1.4 megabytes por segundo. ¿Cuántos minutos le llevará al
reproductor leer el CD completo?
Get solution
52.
Sostenga un lápiz frente a sus ojos en una posición tal que su extremo
romo tape a la Luna (figura 1-15). Haga mediciones adecuadas para
estimar el diámetro de la Luna y considere que la distancia de la Tierra
a la Luna es de 3.8 X 105 km.
Get solution
53.
Una fuerte lluvia descarga 1.0 cm de agua sobre una ciudad de 5 km de
ancho y 8 km de largo durante un periodo de 2 horas. ¿Cuántas toneladas
métricas (1 tonelada métrica = 103 kg) de agua cayeron sobre la ciudad?
(1 cm3 de agua tiene una masa de 1 g = 10-3 kg.) ¿Cuántos galones de
agua fueron?
Get solution
54.
El arca de Noé debía tener 300 codos de largo, 50 codos de ancho y 30
codos de alto. El codo era una unidad de medida igual a la longitud de
un brazo humano, es decir, del codo a la punta del dedo más largo.
Exprese las dimensiones del arca en metros y estime su volumen (m3).
Get solution
55. Estime cuánto tiempo tomaría caminar alrededor del mundo, suponiendo que se caminan 10 h por día a 4 km/h.
Get solution
56.
Un litro (1000 cm3) de aceite se derrama sobre un lago tranquilo. Si el
aceite se dispersa uniformemente hasta que se forma una película de una
molécula de espesor, con las moléculas adyacentes apenas tocándose,
estime el diámetro de la película de aceite. Suponga que la molécula de
aceite tiene un diámetro de 2 X 10–10 m.
Get solution
57.
Juan acampa al lado de un río y se pregunta qué ancho tiene éste. Él
observa una gran roca en la orilla directamente opuesta a él; luego
camina aguas arriba hasta que juzga que el ángulo entre él y la roca, a
la que todavía puede ver claramente, está ahora a un ángulo de 30° aguas
abajo (figura 1-16). Juan estima que sus pasos son aproximadamente de
una yarda de longitud. La distancia de regreso a su campamento es de 120
pasos. ¿Qué tan lejos está el río, tanto en yardas como en metros?
Get solution
58.
Un fabricante de relojes afirma que sus relojes ganan o pierden no más
de 8 segundos al año. ¿Qué tan exactos son sus relojes? Exprese el
resultado como porcentaje.
Get solution
59.
Un angstrom (símbolo: Å) es una de longitud, definida como 10–10 m, que
está en el orden del diámetro de un átomo. a) ¿Cuántos nanómetros hay
en 1.0 angstrom? b) ¿Cuántos femtómetros o fermis (la unidad común de
longitud en física nuclear) hay en 1.0 angstrom? c) ¿Cuántos angstroms
hay en 1.0 m? d) ¿Cuántos angstroms hay en 1.0 año luz (véase el
problema 21)?
Get solution
60.
El diámetro de la Luna es de 3480 km. ¿Cuál es su volumen? ¿Cuántas
Lunas se requerirían para crear un volumen igual al de la Tierra?
Get solution
61. Determine la incertidumbre porcentual en ɵ y en sen ɵ, cuando a) ɵ = 15.0°+ 0.5°, b) ɵ = 75.0° + 0.5°.
Get solution
62.
Si usted comenzó a caminar a lo largo de una de las líneas de longitud
de la Tierra y siguió hasta que hubo un cambio de latitud en un minuto
de arco (hay 60 minutos por grado), ¿qué tan lejos habrá caminado usted
(en millas)? A esta distancia se le llama “milla náutica”.
Get solution
63. Haga una estimación burda del volumen de su cuerpo (en cm3).
Get solution
64. Estime el número de conductores de autobuses a) en Washington, D. C., y b) en su ciudad.
Get solution
65.
La Asociación Pulmonar Estadounidense da la siguiente fórmula para la
capacidad pulmonar esperada V de una persona común (en litros, donde 1 L
= 103 cm3):
V = 4.1H - 0.018A - 2.69,
donde H y A son la altura de la persona (en metros) y la edad (en años),
respectivamente. En esta fórmula ¿cuáles son las unidades de los
números 4.1, 0.018 y 2.69?
Get solution
66.
La densidad de un objeto se define como su masa dividida entre su
volumen. Suponga que la masa y el volumen de una roca se miden en 8 g y
2.8325 cm3. Determine la densidad de la roca con el número correcto de
cifras significativas.
Get solution
67.
Con el número correcto de cifras significativas, utilice la información
en los forros de este libro para determinar la razón de a) el área
superficial de la Tierra en comparación con el área superficial de la
Luna; b) el volumen de la Tierra comparado con el volumen de la Luna.
Get solution
68.
Un mol de átomos consiste en 6.02 X 1023 átomos individuales. Si un mol
de átomos se esparciera uniformemente sobre la superficie de la Tierra,
¿cuántos átomos habría por metro cuadrado?
Get solution
69.
Hallazgos de investigación recientes en astrofísica sugieren que el
Universo observable puede modelarse como una esfera de radio R = 13.7 X
109 años luz con una densidad de masa promedio de aproximadamente 1 X
10–26 kg/m3, donde sólo cerca del 4% de la masa total del Universo se
debe a materia “ordinaria” (como protones, neutrones y electrones).
Utilice esta información para estimar la masa total de materia ordinaria
en el Universo observable. (1 año luz = 9.46 X 1015 m).
Get solution