Temario De física De Ingeniería Petrolera

Temario

Conceptos fundamentales

La física puede definirse como la ciencia que investiga los conceptos fundamentales de la materia, la energía y el espacio, así como las relaciones entre ellos.

Cantidades Físicas

Magnitudes fundamentales y derivadas del Sistema Internacional y unidades.

Para establecer los valores de alguna cantidad medible, es necesario dar un número y una unidad, como “3 pulgadas”.

De lo anterior, podemos deducir que al representar un circuito y sus elementos, se debe definir un sistema de unidades consistente para las cantidades que participan en el circuito.

El sistema de unidades que se utilizará en esta materia fue adoptado por el National Bureau of Standards en 1964, que es el que emplean todas las principales sociedades de ingenieros profesionales: el Sistema Internacional de Unidades (SI en todos los lenguajes), adoptado por la Conferencia General de Pesos y Medidas en 1960. Modificado varias veces desde entonces, el SI se construye a partir de siete unidades básicas:

Unidades básicas del SI

Magnitud Nombre Símbolo

Longitud/Length metro/meter m

Masa/Mass kilogramo/kilogram kg

Tiempo/Time segundo/second s

Intensidad de corriente eléctrica/Electric current Amperio/Ampere A

Temperatura termodinámica/Temperature Kelvin/Kelvin K

Cantidad de sustancia/Amount of substance Mol mol

Intensidad luminosa/Luminousintensity candela cd

Magnitudes fundamentales y derivadas del Sistema Inglés.

Unidades básicas del Sistema Inglés (FPS o USCS)

Magnitud Nombre Símbolo

Longitud/Length pie/feet ft

Tiempo/Time segundo/second s

Fuerza/Force libra/pound lb

La unidad de masa, llamada slug es derivada de F = ma

Si se aplica la fórmula del peso:P = m•g

Donde:

P: peso (lb)

m: masa (slug)

g: aceleración debido a la gravedad (32.2 pies/s2)

Así, un cuerpo que pese 32.2 lb tiene una masa de 1 slug, un cuerpo de 64.4 lb tiene una masa de 2 slug, y así sucesivamente.

Equivalencias entre unidades del Sistema Internacional y el Sistema Inglés.

Conversión de Unidades

A causa de que se requiere una gran cantidad de unidades diferentes para muy diversos trabajos, se hace necesario con frecuencia convertir la medición de una unidad a otra. En la conversión de unidades se utiliza el procedimiento siguiente:

Escríbase la cantidad a convertir.

Defínase cada una de las unidades a convertir en términos de las unidades deseadas.

Para cada definición fórmense dos factores de conversión, uno reciproco del otro.

Multiplíquese la cantidad a convertir por aquellos factores que dividan todas las unidades salvo las deseadas.

Instructions: Convierta las siguientes unidades a la unidad deseada:

A) Example: Express the speed 60 km/h in meter per second (m/s)

B) Area of a semiconductor chip. A silicon chip has an area of 1.25 square inches. Express this in square centimeters.

C) Converting speed units. Where the posted speed limit is 55 miles per hour (mi/h or mph), what is this speed

In meters per second (m/s) and

In kilometers per hour (km/h)

D) 48 in a metros

E) En México y en muchos otros lugares del mundo, el límite de velocidad automovilística se señala en kilómetros por hora. ¿A qué velocidad en millas por hora corresponden 100 km/h?

F) El diamante tallado más grande del mundo es la Primera Estrella de África (montada en el cetro real y guardado en la Torre de Londres). Su volumen es de 1.84 pulgadas cubicas. Exprese su volumen en centímetros cúbicos y en metros cúbicos.

G) Un empleado de una empresa con sede en Estados Unidos ha de viajar, por encargo de su empresa, a un país donde las señales de tráfico muestran la distancia en kilómetros y los velocímetros de los coches están calibrados en kilómetros por hora. Si con su vehículo viaja a 90 km/h, ¿a cuánto equivale su velocidad expresada en metros por segundo y millas por hora?

H) Un litro (L) es el volumen de un cubo de 10 cm × 10 cm × 10 cm. Si una persona bebe 1 L de agua, ¿qué volumen en centímetros cúbicos y en metro cúbicos ocupará este líquido en su estómago?

I) La velocidad del sonido en el aire es 340 m/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.

J) Una milla cuadrada tiene 640 acres. ¿Cuántos metros cuadrados tiene un acre?

K) Buying clothes in a foreign country. Michel, an Exchange student from France, is studying in the United States. He wishes to buy a new pair of jeans, but the sizes are all in inches. He does remember that 1 m = 3.28 ft and that 1 ft =12 in. If his waist size is 82 cm, what is his waist size in inches?

L) Driving on the autobahn. A BMW convertible travels on the German autobahn at a speed of 128 km/h. What is the speed of the car

In meters per second?

In miles per hour?

M) Conversion of volume. A beaker of water contains 255 mL of water (1 mL = 1 milliliter; 1 L = 1000 cm3). What is the volume of the water in

Cubic centimeters?

Cubic meters?

L) A cell membrane is 7.0 nm thick. How thick is it in inches?

Múltiplos y submúltiplos del sistema internacional y el sistema inglés.

El SI utiliza el sistema decimal para relacionar unidades más grandes y más pequeñas con la unidad fundamental y emplea prefijos para indicar las diversas potencias de 10.

Factor Nombre/Prefijos Símbolo

Submúltiplos

10–24 yocto Y

10–21 zepto Z

10–18 atto A

10–15 femto F

10–12 pico P

10–9 nano N

10–6 micro μ

10–3 milí M

10–2 centí C

10–1 decí D

Múltiplos

101 deca Da

102 hecto H

103 kilo K

106 mega M

109 giga G

1012 tera T

1015 peta P

1018 exa E

1021 zeta Z

1024 iota Y

Vale la pena memorizar estos prefijos, ya que aparecerán a menudo en este texto y en cualquier otro trabajo técnico.

Con frecuencia se utiliza el ( ) correspondiente a 10–10 metros.

En el análisis de la ingeniería en general, resulta bastante común observar números expresados

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