Fundamentos de física

Fundamentos de Física. Volumen 1......Page 1
Contenido general......Page 6
Contenido......Page 7
Acerca de los autores
......Page 9
Prefacio
......Page 11
Atractivas aplicaciones
......Page 27
Al estudiante
......Page 28
Guía de preparación para el examen MCAT
......Page 32
1.1 Estándares de longitud, masa y tiempo......Page 35
Tiempo......Page 36
Valores aproximados de longitud, masa e intervalos de tiempo......Page 37
1.2 Elementos constitutivos de la materia......Page 38
1.3 Análisis dimensional......Page 39
1.4 Incertidumbre en la medición y cifras significativas......Page 41
1.5 Conversión de unidades......Page 44
1.6 Cálculos aproximados y de orden de magnitud......Page 46
1.7 Sistemas de coordenadas......Page 48
1.8 Trigonometría......Page 49
Estrategia general para la solución de problemas......Page 51
Resumen......Page 52
PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE......Page 53
PROBLEMAS......Page 54
Capítulo 2 Movimiento en una dimensión
......Page 59
2.1 Desplazamiento......Page 60
2.2 Velocidad......Page 61
Interpretación gráfica de la velocidad......Page 63
Velocidad instantánea......Page 64
Aceleración promedio......Page 67
Aceleración instantánea......Page 68
2.4 Diagramas de movimiento......Page 69
2.5 Movimiento en una dimensión con aceleración constante......Page 70
2.6 Objetos en caída libre......Page 77
Resumen......Page 81
PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE......Page 82
PREGUNTAS CONCEPTUALES......Page 83
PROBLEMAS......Page 84
3.1 Vectores y sus propiedades......Page 90
3.2 Componentes de un vector......Page 92
Álgebra de la suma vectorial......Page 94
3.3 Desplazamiento, velocidad y aceleración en dos dimensiones......Page 96
3.4 Movimiento en dos dimensiones......Page 97
Aceleración constante en dos dimensiones......Page 104
3.5 Velocidad relativa......Page 105
Resumen......Page 109
PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE......Page 110
PREGUNTAS CONCEPTUALES......Page 111
PROBLEMAS......Page 112
Capítulo 4 Leyes de movimiento
......Page 120
4.1 Fuerzas......Page 121
4.2 Primera ley de Newton......Page 122
4.3 Segunda ley de Newton......Page 123
Unidades de fuerza y masa......Page 124
La fuerza gravitacional......Page 126
Peso......Page 127
4.4 Tercera ley de Newton......Page 129
4.5 Aplicaciones de las leyes de Newton......Page 132
Objetos en equilibrio......Page 133
Objetos con aceleración y la segunda ley de Newton......Page 135
4.6 Fuerzas de fricción......Page 139
El enfoque de sistema......Page 143
Resumen......Page 146
PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE......Page 147
PREGUNTAS CONCEPTUALES......Page 148
PROBLEMAS......Page 149
5.1 Trabajo......Page 158
Trabajo y fuerzas disipativas......Page 162
5.2 Energía cinética y el teorema trabajo-energía......Page 163
Fuerzas conservativas y no conservativas......Page 165
5.3 Energía potencial gravitacional......Page 166
Trabajo gravitacional y energía potencial......Page 167
Niveles de referencia para la energía potencial gravitacional......Page 168
La gravedad y conservación de energía mecánica......Page 169
La gravedad y las fuerzas no conservativas......Page 172
5.4 Energía potencial elástico......Page 174
5.5 Sistemas y conservación de la energía......Page 179
Conservación de energía en general......Page 180
5.6 Potencia......Page 181
Energía y potencia en un salto vertical......Page 184
5.7 Trabajo realizado por una fuerza variable......Page 186
Resumen......Page 188
PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE......Page 189
PREGUNTAS CONCEPTUALES......Page 190
PROBLEMAS......Page 191
6.1 Cantidad de movimiento e impulso......Page 201
Lesiones en colisiones automovilísticas......Page 205
6.2 Conservación de la cantidad de movimiento......Page 206
6.3 Colisiones......Page 209
Colisiones perfectamente inelásticas......Page 210
Colisiones elásticas......Page 213
6.4 Colisiones tangenciales......Page 216
6.5 Propulsión de cohete......Page 218
Resumen......Page 221
PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE......Page 222
PREGUNTAS CONCEPTUALES......Page 223
PROBLEMAS......Page 224
7.1 Velocidad angular y aceleración angular......Page 232
7.2 Movimiento rotatorio con aceleración angular constante......Page 236
7.3 Relaciones entre cantidades angulares y lineales......Page 237
7.4 Aceleración centrípeta......Page 241
Fuerzas causantes de la aceleración centrípeta......Page 243
7.5 Gravitación newtoniana......Page 248
Medición de la constante gravitacional......Page 249
Revisión de la energía potencial gravitacional......Page 251
Velocidad de escape......Page 254
7.6 Leyes de Kepler......Page 255
Tercera ley de Kepler......Page 256
Resumen......Page 258
PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE......Page 259
PREGUNTAS CONCEPTUALES......Page 260
PROBLEMAS......Page 261
Capítulo 8 Equilibrio y dinámica rotatorios
......Page 269
8.1 Torque......Page 270
8.2 Torque y las dos condiciones de equilibrio......Page 274
8.3 Centro de gravedad......Page 275
8.4 Ejemplos de objetos en equilibrio......Page 278
8.5 Relación entre el torque y la aceleración angular......Page 281
Torque sobre un objeto en rotación......Page 282
Más sobre el momento de inercia......Page 283
Cálculo de momentos de inercia para objetos extendidos......Page 284
8.6 Energía cinética rotatoria......Page 288
8.7 Momento angular......Page 291
Resumen......Page 295
PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE......Page 296
PREGUNTAS CONCEPTUALES......Page 297
PROBLEMAS......Page 298
9.1 Estados de la materia......Page 311
9.2 Densidad y presión......Page 313
Módulo de Young: elasticidad en longitud......Page 316
Módulo cortante: elasticidad de forma......Page 317
Módulo volumétrico: volumen de elasticidad......Page 318
Arcos y la fuerza máxima de los materiales......Page 321
9.4 Variación de la presión con la profundidad......Page 322
9.5 Mediciones de la presión......Page 326
9.6 Fuerzas de empuje y principio de Arquímedes......Page 327
Ecuación de continuidad......Page 333
Ecuación de Bernoulli......Page 336
9.8 Otras aplicaciones de la dinámica de fluidos......Page 339
9.9 Tensión superficial, acción capilar y flujo de fluidos viscosos......Page 342
La superficie de los líquidos......Page 344
Acción capilar......Page 345
Flujo de un fluído viscoso......Page 346
Ley de Poiseuille......Page 347
Número de Reynolds......Page 348
Difusión......Page 349
Tamaño de las células y ósmosis......Page 350
Movimiento a través de un medio viscoso......Page 351
Sedimentación y centrifugación......Page 352
Resumen......Page 353
PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE......Page 354
PREGUNTAS CONCEPTUALES......Page 355
PROBLEMAS......Page 356
Capítulo 10 Física térmica
......Page 365
10.1 Temperatura y la ley cero de la termodinámica......Page 366
10.2 Termómetros y escalas de temperatura......Page 367
El termómetro de gas de volumen constante y la escala Kelvin......Page 368
Escalas de temperatura Celsius, Kelvin y Fahrenheit......Page 369
10.3 Expansión térmica de sólidos y líquidos......Page 371
El comportamiento inusual del agua......Page 376
10.4 Descripción macroscópica de un gas ideal......Page 377
10.5 Teoría cinética de los gases......Page 382
Modelo molecular para la presión de un gas ideal......Page 383
Interpretación molecular de la temperatura......Page 385
Resumen......Page 388
PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE......Page 389
PROBLEMAS......Page 390
11.1 Calor y energía interna......Page 396
Unidades de calor......Page 397
11.2 Calor específico......Page 399
11.3 Calorimetría......Page 401
11.4 Calor latente y cambio de fase......Page 403
Conducción térmica......Page 409
Aislamiento de casas......Page 411
Convección......Page 414
Radiación......Page 415
El frasco de Dewar......Page 418
11.6 Calentamiento global y gases de efecto invernadero......Page 419
Resumen......Page 420
PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE......Page 421
PREGUNTAS CONCEPTUALES......Page 422
PROBLEMAS......Page 423
12.1 Trabajo en procesos termodinámicos......Page 429
12.2 Primera ley de la termodinámica......Page 432
12.3 Procesos térmicos......Page 435
Procesos isobáricos......Page 436
Procesos adiabáticos......Page 438
Procesos isovolumétricos......Page 440
Procesos isotérmicos......Page 441
Caso general......Page 442
12.4 Máquinas térmicas y la segunda ley de la termodinámica......Page 444
Refrigeradores y bombas de calor......Page 447
Procesos reversibles e irreversibles......Page 449
La máquina de Carnot......Page 450
12.5 Entropía......Page 452
Entropía y desorden......Page 455
Medición de la razón, velocidad metabólica ∆U/∆t......Page 458
Velocidad metabólica, actividad y aumento de peso......Page 459
Salud física y eficiencia del cuerpo humano como máquina......Page 460
Resumen......Page 461
PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE......Page 462
PROBLEMAS......Page 464
13.1 Ley de Hooke......Page 471
13.2 Energía potencial elástica......Page 475
La velocidad como una función de la posición......Page 477
13.3 Comparación del movimiento armónico simple con el movimiento circular uniforme......Page 479
Periodo y frecuencia......Page 480
13.4 Posición, velocidad y aceleración como una función del tiempo......Page 483
13.5 Movimiento de un péndulo......Page 485
13.6 Oscilaciones amortiguadas......Page 488
13.7 Ondas......Page 489
Tipos de ondas......Page 490
Fotografía de una onda......Page 491
13.8 Frecuencia, amplitud y longitud de onda......Page 492
13.9 Velocidad de ondas sobre cuerdas......Page 493
13.10 Interferencia de ondas......Page 495
13.11 Reflexión de ondas......Page 496
Resumen......Page 497
PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE......Page 498
PREGUNTAS CONCEPTUALES......Page 499
PROBLEMAS......Page 500
14.1 Producción de ondas de sonido......Page 507
Aplicaciones del ultrasonido......Page 508
14.3 La velocidad del sonido......Page 510
14.4 Energía e intensidad de las ondas de sonido......Page 512
Nivel de intensidad en decibeles......Page 513
14.5 Ondas esféricas y planas......Page 515
14.6 El efecto Doppler......Page 516
Caso 2: La fuente se mueve en relación con un observador estacionario......Page 517
Caso general......Page 518
Ondas de choque......Page 520
14.7 Interferencia de las ondas de sonido......Page 522
14.8 Ondas estacionarias......Page 523
14.9 Vibraciones forzadas y resonancia......Page 528
14.10 Ondas estacionarias en columnas de aire......Page 529
14.11 Pulsaciones......Page 533
14.12 Calidad del sonido......Page 534
14.13 El oído......Page 536
Resumen......Page 537
PREGUNTAS CONCEPTUALES......Page 539
PROBLEMAS......Page 540
A.1 Notación matemática......Page 547
A.2 Notación científica......Page 549
A. 3 Álgebra......Page 550
A.4 Geometría......Page 558
A.5 Trigonometría......Page 559
Apéndice B: Tabla abreviada de isótopos
......Page 560
Apéndice C: Algunas tablas útiles
......Page 565
Apéndice D: Unidades SI
......Page 567
Vectores......Page 568
Movimiento......Page 569
Fuerza......Page 572
Equilibrio......Page 575
Trabajo......Page 578
Materia......Page 581
Ondas......Page 584
Sonido......Page 586
Luz......Page 588
Electrostática......Page 590
Circuitos......Page 593
Átomos......Page 595
Respuestas a los exámenes rápidos, preguntas de ejemplo, preguntas impares, preguntas de opción múltiple, preguntas conceptuales y problemas......Page 598
Índice......Page 615