Anlisis dimensional Las ecuaciones fsicas que describen un
fenmeno (modelo) deben ser homogneas, es decir, las dimensiones de
las variables a ambos lados de la igualdad deben ser idnticas.
Conceptualmente, dos elementos declarados iguales, deben tener una
representacin de naturaleza equivalente.
Herramienta eficaz para el estudio de mltiples problemas fsicos,
tanto de ndole terico como experimental.
Ejemplos1) Un conejo ha corrido 4000 pulgadas en 0,008 horas.
Cul es la velocidad del conejo (asumiendo aceleracin=0) en metros
por segundo?2) Considerando la siguiente frmula:
Si: D= 0,987 [gr/cm3] A= 122 [pie/s2] V= 28 [m/min] F= 35
[N]
D * A *V H F
Determine la magnitud de H
EjercicioUna ecuacin particular para transferencia de calor est
dada por: 1 1
Si: G = 30.000 [lb/(hr*pie2)]
h* D D * G 5 Cp * 3 ( ) *( ) *( ) k k
= 0.9 [centipoise] Cp = 1.5 [cal/(g*C)] D = 4.48 [cm]
h = 1.200 [BTU/(hr*pie2*F)] k = 1 [BTU/(hr*pie2*F/pie)]
Determinar el valor y las dimensiones de .
Dimensiones Sistema gravitacional Longitud [L], tiempo [T],
fuerza [F], temperatura [] Expresar
Velocidad Volumen Masa
Densidad Presin
Dimensiones Sistema absoluto Longitud [L], tiempo [T], masa [M],
temperatura [] Expresar
Velocidad Volumen Fuerza
Densidad Presin
Fuerza y masa
1 [kg-f] = 1 [kg-m] 1 [lb-f] = 1 [lb-m]
?
Fuerza y masaFactor de conversin
1 [kg-f] = 1 [kg-m] x 9,8 [m/s2] 1 [lb-f] = 1 [lb-m] x 32,2
[pie/s2]
UnidadesSistema absoluto Fuerza : [kg-m * (m / s2)] = [Newton]
Fuerza : [lb-m * (pie / s2)] = [Poundal] 1 [kg-f] = 9,8 [Newton] 1
[lb-f] = 32,2 [Poundal]
UnidadesSistema gravitacional Masa : [kg-f / (m / s2)] = [UTM]
Masa : [lb-f / (pie / s2)] = [SLUG] 1 [UTM] = 9,8 [kg-m] 1 [SLUG] =
32,2 [lb-m]
Resumen Unidades Masa-FuerzaSistema Gravitacional S.I. Ingls
Absoluto S.I. Ingls Cant. fundamental F [kg-f] [lb-f] M [kg-m]
[lb-m] Cant. derivada M=F/g [UTM] [SLUG] F=Mg [Newton]
[Poundal]
TemperaturaEscalas relativas Sea: F: temperatura en grados
Farenheit. C: temperatura en grados Celcius.
Punto:Intervalo :
TemperaturaEscalas AbsolutasSea: K: temperatura en Kelvin.
C: temperatura en grados Celcius. R: temperatura en grados
Rankine. F: temperatura en grados Farenheit.
K = C + 273 R = F + 460
Problema ejemplo 1 A qu temperatura tenemos el mismo valor
numrico para escalas Celcius y Farenheit?
Problema ejemplo 2 Durante un viaje a EE.UU. es Ud. invitado a
una comida de negocios. Despus de la comida, su cliente
norteamericano se siente mal, por lo cual Ud. decide tomar su
temperatura corporal utilizando un termmetro. La lectura es 103F.
Qu accin recomendara para su cliente?
Problema ejemplo 3 La temperatura ms baja registrada en el
hemisferio norte, corresponde a -90F en Verkhoyansk, Siberia
(1892). A qu valor corresponde en Kelvin?
