Física Universitaria - Volumen 1

Física Universitaria Volumen 1......Page 1
Contenido Breve......Page 10
Prefacio......Page 14
Contenido......Page 21
1. UNIDADES, CANTIDADES FÍSICAS Y VECTORES......Page 24
1.2 Cómo resolver problemas en física......Page 25
1.3 Estándares y unidades......Page 27
1.4 Consistencia y conversiones de unidades......Page 29
1.5 Incertidumbre y cifras significativas......Page 31
1.6 Estimaciones y órdenes de magnitud......Page 33
1.7 Vectores y suma de vectores......Page 34
1.8 Componentes de vectores......Page 38
1.9 Vectores unitarios......Page 43
1.10 Producto de vectores......Page 44
Resumen/Términos clave......Page 50
Problemas......Page 51
2. MOVIMIENTO EN LÍNEA RECTA......Page 59
2.1 Desplazamiento, tiempo y velocidad media......Page 60
2.2 Velocidad instantánea......Page 62
2.3 Aceleración media e instantánea......Page 66
2.4 Movimiento con aceleración constante......Page 70
2.5 Cuerpos en caída libre......Page 76
*2.6 Velocidad y posición por integración......Page 80
Resumen/Términos clave......Page 83
Problemas......Page 84
3. MOVIMIENTO EN DOS O EN TRES DIMENSIONES......Page 94
3.1 Vectores de posición y velocidad......Page 95
3.2 El vector de aceleración......Page 97
3.3 Movimiento de proyectiles......Page 102
3.4 Movimiento en un círculo......Page 110
3.5 Velocidad relativa......Page 114
Resumen/Términos clave......Page 119
Problemas......Page 120
4. LEYES DEL MOVIMIENTO DE NEWTON......Page 130
4.1 Fuerza e interacciones......Page 131
4.2 Primera ley de Newton......Page 134
4.3 Segunda ley de Newton......Page 138
4.4 Masa y peso......Page 143
4.5 Tercera ley de Newton......Page 146
4.6 Diagramas de cuerpo libre......Page 149
Resumen/Términos clave......Page 152
Problemas......Page 153
5.1 Empleo de la primera ley de Newton: Partículas en equilibrio......Page 159
5.2 Empleo de la segunda ley de Newton: Dinámica de partículas......Page 165
5.3 Fuerzas de fricción......Page 172
5.4 Dinámica del movimiento circular......Page 181
*5.5 Fuerzas fundamentales de la naturaleza......Page 186
Resumen/Términos clave......Page 188
Problemas......Page 189
6. TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICA......Page 204
6.1 Trabajo......Page 205
6.2 Energía cinética y el teorema trabajo-energía......Page 209
6.3 Trabajo y energía con fuerza variable......Page 215
6.4 Potencia......Page 222
Resumen/Términos clave......Page 225
Problemas......Page 226
7. ENERGÍA POTENCIAL Y CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA......Page 236
7.1 Energía potencial gravitacional......Page 237
7.2 Energía potencial elástica......Page 245
7.3 Fuerzas conservativas y no conservativas......Page 251
7.4 Fuerza y energía potencial......Page 255
7.5 Diagramas de energía......Page 258
Resumen/Términos clave......Page 260
Problemas......Page 261
8.1 Momento lineal e impulso......Page 270
8.2 Conservación del momento lineal......Page 276
8.3 Conservación del momento lineal y choques......Page 280
8.4 Choques elásticos......Page 285
8.5 Centro de masa......Page 289
*8.6 Propulsión a reacción......Page 293
Resumen/Términos clave......Page 296
Problemas......Page 297
9.1 Velocidad y aceleración angulares......Page 308
9.2 Rotación con aceleración angular constante......Page 313
9.3 Relación entre cinemática lineal y angular......Page 316
9.4 Energía en el movimiento rotacional......Page 319
9.5 Teorema de los ejes paralelos......Page 324
*9.6 Cálculos de momento de inercia......Page 326
Resumen/Términos clave......Page 329
Problemas......Page 330
10.1 Torca......Page 339
10.2 Torca y aceleración angular de un cuerpo rígido......Page 342
10.3 Rotación de un cuerpo rígido sobre un eje móvil......Page 346
10.4 Trabajo y potencia en movimiento rotacional......Page 352
10.5 Momento angular......Page 354
10.6 Conservación del momento angular......Page 356
10.7 Giróscopos y precesión......Page 360
Resumen/Términos clave......Page 364
Preguntas para análisis/Ejercicios......Page 365
Problemas......Page 366
11. EQUILIBRIO Y ELASTICIDAD......Page 377
11.2 Centro de gravedad......Page 378
11.3 Resolución de problemas de equilibrio de cuerpos rígidos......Page 381
11.4 Esfuerzo, deformación y módulos de elasticidad......Page 386
11.5 Elasticidad y plasticidad......Page 391
Resumen/Términos clave......Page 393
Problemas......Page 394
12.1 Ley de Newton de la gravitación......Page 406
12.2 Peso......Page 411
12.3 Energía potencial gravitacional......Page 413
12.4 Movimiento de satélites......Page 416
12.5 Las leyes de Kepler y el movimiento de los planetas......Page 419
*12.6 Distribuciones esféricas de masa......Page 423
*12.7 Peso aparente y rotación terrestre......Page 426
12.8 Agujeros negros......Page 428
Resumen/Términos clave......Page 433
Problemas......Page 434
13.1 Descripción de la oscilación......Page 442
13.2 Movimiento armónico simple......Page 444
13.3 Energía en el movimiento armónico simple......Page 451
13.4 Aplicaciones del movimiento armónico simple......Page 455
13.5 El péndulo simple......Page 459
13.6 El péndulo físico......Page 461
13.7 Oscilaciones amortiguadas......Page 463
13.8 Oscilaciones forzadas y resonancia......Page 465
Resumen/Términos clave......Page 468
Preguntas para análisis/Ejercicios......Page 469
Problemas......Page 470
14.1 Densidad......Page 479
14.2 Presión en un fluido......Page 481
14.3 Flotación......Page 486
14.4 Flujo de fluido......Page 489
14.5 Ecuación de Bernoulli......Page 491
*14.6 Viscosidad y turbulencia......Page 495
Resumen/Términos clave......Page 499
Problemas......Page 500
15. ONDAS MECÁNICAS......Page 510
15.1 Tipos de ondas mecánicas......Page 511
15.2 Ondas periódicas......Page 512
15.3 Descripción matemática de una onda......Page 515
15.4 Rapidez de una onda transversal......Page 521
15.5 Energía del movimiento ondulatorio......Page 525
15.6 Interferencia de ondas, condiciones de frontera y superposición......Page 528
15.7 Ondas estacionarias en una cuerda......Page 530
15.8 Modos normales de una cuerda......Page 534
Resumen/Términos clave......Page 539
Preguntas para análisis/Ejercicios......Page 540
Problemas......Page 541
16.1 Ondas sonoras......Page 550
16.2 Rapidez de las ondas sonoras......Page 555
16.3 Intensidad del sonido......Page 560
16.4 Ondas sonoras estacionarias y modos normales......Page 564
16.5 Resonancia......Page 569
16.6 Interferencia de ondas......Page 571
16.7 Pulsos......Page 573
16.8 El efecto Doppler......Page 575
*16.9 Ondas de choque......Page 581
Resumen/Términos clave......Page 584
Preguntas para análisis/Ejercicios......Page 585
Problemas......Page 586
17. TEMPERATURA Y CALOR......Page 593
17.1 Temperatura y equilibrio térmico......Page 594
17.2 Termómetros y escalas de temperatura......Page 595
17.3 Termómetros de gas y la escala Kelvin......Page 597
17.4 Expansión térmica......Page 599
17.5 Cantidad de calor......Page 605
17.6 Calorimetría y cambios de fase......Page 609
17.7 Mecanismos de transferencia de calor......Page 614
Resumen/Términos clave......Page 621
Preguntas para análisis/Ejercicios......Page 622
Problemas......Page 623
18. PROPIEDADES TÉRMICAS DE LA MATERIA......Page 633
18.1 Ecuaciones de estado......Page 634
18.2 Propiedades moleculares de la materia......Page 640
18.3 Modelo cinético-molecular del gas ideal......Page 642
18.4 Capacidades caloríficas......Page 649
*18.5 Rapideces moleculares......Page 652
18.6 Fases de la materia......Page 654
Resumen/Términos clave......Page 658
Preguntas para análisis/Ejercicios......Page 659
Problemas......Page 660
19.1 Sistemas termodinámicos......Page 669
19.2 Trabajo realizado al cambiar el volumen......Page 670
19.3 Trayectoria entre estados termodinámicos......Page 673
19.4 Energía interna y la primera ley de la termodinámica......Page 674
19.5 Tipos de procesos termodinámicos......Page 679
19.6 Energía interna de un gas ideal......Page 681
19.7 Capacidad calorífica del gas ideal......Page 682
19.8 Proceso adiabático para el gas ideal......Page 685
Resumen/Términos clave......Page 688
Preguntas para análisis/Ejercicios......Page 689
Problemas......Page 690
20.1 Dirección de los procesos termodinámicos......Page 696
20.2 Máquinas térmicas......Page 698
20.3 Motores de combustión interna......Page 701
20.4 Refrigeradores......Page 703
20.5 La segunda ley de la termodinámica......Page 705
20.6 El ciclo de Carnot......Page 707
20.7 Entropía......Page 713
*20.8 Interpretación microscópica de la entropía......Page 720
Resumen/Términos clave......Page 723
Preguntas para análisis/Ejercicios......Page 724
Problemas......Page 725
Apéndice A......Page 732
Apéndice B......Page 734
Apéndice C......Page 735
Apéndice D......Page 736
Apéndice E......Page 737
Apéndice F......Page 738
Respuestas a los problemas con número impar......Page 740
Créditos de fotografías......Page 746
Índice......Page 748