Física / Conceptos y Aplicaciones

Mecánica
Capítulo 1 Introducción 1
Capítulo 2 Matemáticas técnicas 6
Capítulo 3 Mediciones técnicas
y vectores 34
C apítulo 4 Equilibrio traslacional
y fricción 68
Capítulo 5 M om ento de torsión y equilibrio
rotacional 93
Capítulo 6 Aceleración uniforme 111
Capítulo 7 Segunda ley de Newton 137
Capítulo 8 Trabajo, energía y potencia 157
Capítulo 9 Impulso y cantidad de
m ovim iento 179
Capítulo 10 M ovim iento circular uniforme
196
Capítulo 11 Rotación de cuerpos rígidos
220
Capítulo 12 Máquinas simples 245
Capítulo 13 Elasticidad 265
Capítulo 14 M ovim iento armónico simple
279
Capítulo 15 Fluidos 301
Termodinámica,
ondas mecánicas y
sonido
Capítulo 16 Temperatura y dilatación 329
Capítulo 17 Cantidad de calor 350
Capítulo 18 Transferencia de calor 369
Capítulo 19 Propiedades térmicas de
la materia 383
Capítulo 20 Termodinámica 403
Capítulo 21 M ovim iento ondulatorio 426
Capítulo 22 Sonido 441
Electricidad, magnetismo
y óptica
Capítulo 23 La fuerza eléctrica 463
Capítulo 24 El campo eléctrico 478
Capítulo 25 Potencial eléctrico 496
Capítulo 26 Capacitancia 512
Capítulo 27 Corriente y resistencia 532
Capítulo 28 Circuitos de corriente
continua 548
Capítulo 29 Magnetismo y campo
magnético 567
Capítulo 30 Fuerzas y momentos de torsión
en un campo magnético 589
Capítulo 31 Inducción electromagnética
601
Capítulo 32 Circuitos de corriente alterna
622
Capítulo 33 Luz e iluminación 642
Capítulo 34 Reflexión y espejos 661
Capítulo 35 Refracción 678
Capítulo 36 Lentes e instrumentos
ópticos 696
Capítulo 37 Interferencia, difracción
y polarización 714
Capítulo 38
Capítulo 39
Física moderna
La física moderna
y el átom o 731
La física nuclear
y el núcleo 757
vii
Prefacio xiii
Capítulo 1 Introducción 1
1.1 ¿Qué es la física? 2
1.2 ¿Qué importancia tienen las matemáticas? 3
1.3 ¿Cómo estudiar física? 3
Capítulo 2 Matemáticas técnicas 6
2.1 Números con signo 7
2.2 Repaso de álgebra 10
2.3 Exponentes y radicales (optativo) 12
2.4 Solución a ecuaciones cuadráticas 15
2.5 Notación científica 16
2.6 Gráficas 18
2.7 Geometría 19
2.8 Trigonometría del triángulo
rectángulo 22
Capítulo 3 Mediciones técnicas y
vectores 34
3.1 Cantidades físicas 35
3.2 El Sistema Internacional 36
3.3 Medición de longitud y tiempo 12
3.4 Cifras significativas 39
3.5 Instrumentos de medición 41
3.6 Conversión de unidades 42
3.7 Cantidades vectoriales y escalares 45
3.8 Suma o adición de vectores por métodos
gráficos 47
3.9 Fuerza y vectores 49
3.10 La fuerza resultante 51
3.11 Trigonometría y vectores 52
3.12 El método de las componentes para la
suma o adición de vectores 55
3.13 Notación de vectores unitarios
(opcional) 16
3.14 Resta o sustracción de vectores 61
Capítulo 4 Equilibrio traslacional y
fricción 68
4.1 Primera ley de Newton 69
4.2 Segunda ley de Newton 69
4.3 Tercera ley de Newton 70
4.4 Equilibrio 71
4.5 Diagramas de cuerpo libre 72
4.6 Solución de problemas de equilibrio 75
4.7 Fricción 79
Capítulo 5 M om ento de torsión y
equilibrio rotacional 93
5.1 Condiciones de equilibrio 94
5.2 El brazo de palanca 95
5.3 Momento de torsión 96
5.4 Momento de torsión resultante 99
5.5 Equilibrio 100
5.6 Centro de gravedad 72
Capítulo 6 Aceleración uniforme 111
6.1 Rapidez y velocidad 112
6.2 Aceleración 113
6.3 Movimiento uniformemente
acelerado 114
6.4 Otras relaciones útiles 116
6.5 Resolución de problemas de
aceleración 117
6.6 Convención de signos en problemas de
aceleración 119
6.7 Gravedad y cuerpos en caída libre 121
6.8 Movimiento de proyectiles 126
6.9 Proyección horizontal 126
6.10 El problema general de las
trayectorias 129
Capítulo 7 Segunda ley de Newton 137
7.1 Segunda ley de Newton sobre el
movimiento 138
7.2 Relación entre peso y masa 140
7.3 Aplicación de la segunda ley de Newton
a problemas de un solo cuerpo 143
7.4 Técnicas para resolver problemas 145
7.5 Resolución de problemas de
aceleración 117
7.6 Convención de signos en problemas de
aceleración 119
7.7 Gravedad y cuerpos en caída libre 121
7.8 Movimiento de proyectiles 126
7.9 Proyección horizontal 126
7.10 El problema general de las
trayectorias 129
Capítulo 8 Trabajo, energía y
potencia 157
8.1 Trabajo 158
8.2 Trabajo resultante 159
8.3 Energía 161
8.4 Trabajo y energía cinética 162
viii
Contenido ix
8.5 Energía potencial 165
8.6 Conservación de energía 166
8.7 Energía y fuerzas de fricción 168
8.8 Potencia 171
Capítulo 9 Impulso y cantidad de
m ovim iento 179
9.1 Impulso y cantidad de movimiento 180
9.2 Ley de la conservación de la cantidad de
movimiento 182
9.3 Choques elásticos e inelásticos 185
Capítulo 10 M ovim iento circular
uniforme 196
10.1 Movimiento en una trayectoria circular 197
10.2 Aceleración centrípeta 197
10.3 Fuerza centrípeta 200
10.4 Peralte de curvas 201
10.5 El péndulo cónico 204
10.6 Movimiento en un círculo vertical 205
10.7 Gravitación 207
10.8 El campo gravitacional y el peso 209
10.9 Satélites en órbitas circulares 210
10.10 Leyes de Kepler 213
Capítulo 11 Rotación de cuerpos
rígidos 220
11.1 Desplazamiento angular 221
11.2 Velocidad angular 223
11.3 Aceleración angular 224
11.4 Relación entre los movimientos rotacional
y rectilíneo 226
11.5 Energía cinética rotacional: momento de
inercia 227
11.6 La segunda ley del movimiento en la
rotación 229
11.7 Trabajo y potencia rotacionales 232
11.8 Rotación y traslación combinadas 233
11.9 Cantidad de movimiento angular 235
11.10 Conservación de la cantidad de
movimiento angular 236
Capítulo 12 Máquinas simples 245
12.1 Máquinas simples y eficiencia 246
12.2 Ventaja mecánica 247
12.3 La palanca 249
12.4 Aplicaciones del principio de la palanca
250
12.5 La transmisión del momento de torsión 253
12.6 El plano inclinado 255
12.7 Aplicaciones del plano inclinado 258
Capítulo 13 Elasticidad 265
13.1 Propiedades elásticas de la materia
266
13.2 Módulo de Young 268
13.3 Módulo de corte 271
13.4 Elasticidad de volumen; módulo
volumétrico 272
13.5 Otras propiedades físicas de los
metales 273
Capítulo 14 M ovim iento armónico
simple 279
14.1 Movimiento periódico 280
14.2 La segunda ley de Newton y la
ley de Hooke 283
14.3 Trabajo y energía en el movimiento
armónico simple 284
14.4 El círculo de referencia y el movimiento
armónico simple 286
14.5 Velocidad en el movimiento armónico
simple 287
14.6 Aceleración en el movimiento armónico
simple 289
14.7 El periodo y la frecuencia 291
14.8 El péndulo simple 293
14.9 El péndulo de torsión 294
Capítulo 15 Fluidos 301
15.1 Densidad 302
15.2 Presión 304
15.3 Presión del fluido 305
15.4 Medición de la presión 308
15.5 La prensa hidráulica 310
15.6 Principio de Arquímedes 311
15.7 Flujo de fluidos 315
15.8 Presión y velocidad 317
15.9 Ecuación de Bemoulli 318
15.10 Aplicaciones de la ecuación de
Bernoulli 320
E S S íB Í" Termodinámica,
ondas mecánicas y
sonido
Capítulo 16 Temperatura y
dilatación 329
16.1 Temperatura y energía térmica 330
16.2 La medición de la temperatura 331
16.3 El termómetro de gas 335
16.4 La escala de temperatura absoluta 336
16.5 Dilatación lineal 338
Contenido
16.6 Dilatación superficial 341
16.7 Dilatación volumétrica 342
16.8 La dilatación anómala del agua 344
Capítulo 17 Cantidad de calor 350
17.1 El significado del calor 351
17.2 La cantidad de calor 351
17.3 Capacidad de calor específico 353
17.4 La medición del calor 355
17.5 Cambio de fase 358
17.6 Calor de combustión 364
Capítulo 18 Transferencia
de calor 369
18.1 Métodos de transferencia
de calor 370
18.2 Conducción 371
18.3 Aislamiento: el valor R 314
18.4 Convección 375
18.5 Radiación 376
Capítulo 19 Propiedades térmicas de
la materia 383
19.1 Gases ideales, ley de Boyle y
ley de Charles 384
19.2 Ley de Gay-Lussac 386
19.3 Leyes generales de los gases 387
19.4 Masa molecular y mol 389
19.5 La ley del gas ideal 391
19.6 Licuefacción de un gas 392
19.7 Vaporización 393
19.8 Presión de vapor 394
19.9 Punto triple 396
19.10 Humedad 397
Capítulo 20 Termodinámica 403
20.1 Calor y trabajo 404
20.2 Función de la energía interna 405
20.3 Primera ley de la termodinámica 406
20.4 Procesos isobáricos
y el diagrama P-V 407
20.5 Caso general para la
primera ley 409
20.6 Procesos adiabáticos 410
20.7 Procesos isocóricos 411
20.8 Proceso isotérmico 412
20.9 Segunda ley de la
termodinámica 412
20.10 Ciclo de Carnot 414
20.11 La eficiencia de una máquina ideal 415
20.12 Máquinas de combustión interna 416
20.13 Refrigeración 418
Capítulo 21 M ovim iento
ondulatorio 426
21.1 Ondas mecánicas 427
21.2 Tipos de ondas 427
21.3 Cálculo de la rapidez de onda 428
21.4 Movimiento ondulatorio
periódico 429
21.5 Energía de una onda partícula 431
21.6 Principio de superposición 433
21.7 Ondas estacionarias 434
21.8 Frecuencias características 435
Capítulo 22 Sonido 441
22.1 Producción de una onda sonora 442
22.2 La velocidad del sonido 443
22.3 Vibración de columnas de aire 445
22.4 Vibración forzada y resonancia 448
22.5 Ondas sonoras audibles 448
22.6 Tono y timbre 452
22.7 Interferencia y pulsaciones 453
22.8 El efecto Doppler 454
Electricidad,
magnetismo
y óptica
Capítulo 23 La fuerza eléctrica 463
23.1 La carga eléctrica 464
23.2 El electrón 466
23.3 Aislantes y conductores 467
23.4 El electroscopio de hoja de oro 467
23.5 Redistribución de la carga 469
23.6 Carga por inducción 469
23.7 Ley de Coulomb 470
Capítulo 24 El campo
eléctrico 478
24.1 El concepto de campo 479
24.2 Cálculo de la intensidad de campo
eléctrico 482
24.3 Líneas de campo eléctrico 485
24.4 La ley de Gauss 386
24.5 Aplicaciones de la ley de Gauss 38£
Contenido
Capítulo 25 Potencial eléctrico 496 29.7 Fuerza sobre un conductor por el que
25.1 Energía potencial eléctrica 497 circula una corriente 577
25.2 Cálculo de la energía potencial 499 29.8 Campo magnético de un conductor largo
25.3 Potencial 501 y recto 578
25.4 Diferencia de potencial 504 29.9 Otros campos magnéticos 580
25.5 Experimento de Millikan de la gota de
aceite 506
29.10 Histéresis 581
25.6 El electrón volt 507 Capítulo 30 Fuerzas y momentos
de torsión en un campo
Capítulo 26 Capacitancia 512 m agnético 589
26.1 Limitaciones al cargar un conductor 513 30.1 Fuerza y momento de torsión en una
26.2 El capacitor 515 espira 590
26.3 Cálculo de la capacitancia 517 30.2 Momento de torsión magnético sobre
26.4 Constante dieléctrica; permitividad 519 un solenoide 592
26.5 Capacitores en paralelo y en serie 523 30.3 El galvanómetro 592
26.6 Energía de un capacitor cargado 526 30.4
30.5
El voltímetro de cc 593
El amperímetro de cc 594
Capítulo 27 Corriente y resistencia 532 30.6 El motor de cc 595
27.1 El movimiento de la carga eléctrica 533
27.2 La dirección de la corriente eléctrica 535 Capítulo 31 Inducción
27.3 Fuerza electromotriz 535 electromagnética 601
27.4 Ley de Ohm; resistencia 537 31.1 Ley de Faraday 602
27.5 Potencia eléctrica y
pérdida de calor 539
31.2 Fem inducida por un conductor en
movimiento 605
27.6 Resistividad 540 31.3 Ley de Lenz 606
27.7 Coeficiente de temperatura de 31.4 El generador de ca 607
la resistencia 541 31.5 El generador de cc 611
27.8 Superconductividad 542 31.6
31.7
Fuerza electromotriz en un motor 611
Tipos de motores 612
Capítulo 28 Circuitos de corriente
continua 548
31.8 El transformador 614
28.1 Circuitos simples;
resistores en serie 549
Capítulo 32 Circuitos de corriente
alterna 622
28.2 Resistores en paralelo 551 32.1 El capacitor 623
28.3 Fem inducida y diferencia de potencial 32.2 El inductor 626
terminal 554 32.3 Corrientes alternas 628
28.4 Medición de la resistencia interna 555 32.4 Relación de fase en circuitos de ca 629
28.5 Inversión de la corriente a través de una 32.5 Reactancia 631
fuente Fem 556 32.6 Circuitos en serie de ca 632
28.6 Leyes de Kirchhoff 557 32.7
32.8
Resonancia 634
El factor de potencia 635
Capítulo 29 M agnetism o y campo
m agnético 567 Capítulo 33 Luz e iluminación 642
29.1 Magnetismo 568 33.1 ¿Qué es la luz? 643
29.2 Campos magnéticos 570 33.2 Propagación de la luz 645
29.3 La teoría moderna del magnetismo 570 33.3 Espectro electromagnético 647
29.4 Densidad de flujo y permeabilidad 571 33.4 La teoría cuántica 648
29.5 Campo magnético y 33.5 Rayos de luz y sombras 649
corriente eléctrica 574 33.6 Flujo luminoso 651
29.6 Fuerza sobre una carga en 33.7 Intensidad luminosa 653
movimiento 574 33.8 Iluminación 654
xii Contenido
Capítulo 34 Reflexión y espejos 661
34.1 Las leyes de la reflexión 662
34.2 Espejos planos 664
34.3 Espejos esféricos 665
34.4 Imágenes formadas por espejos
esféricos 667
34.5 La ecuación del espejo 669
34.6 Amplificación 671
34.7 Aberración esférica 673
Capítulo 35 Refracción 678
35.1 índice de refracción 679
35.2 Leyes de refracción 680
35.3 Longitud de onda y refracción 683
35.4 Dispersión 685
35.5 Refracción interna total 685
35.6 Fibras ópticas y aplicaciones 687
35.7 ¿Es lo mismo ver que creer? 689
35.8 Profundidad aparente 690
Capítulo 36 Lentes e instrumentos
ópticos 696
36.1 Lentes simples 697
36.2 Longitud focal y la ecuación del
fabricante de lentes 698
36.3 Formación de imágenes mediante
lentes delgadas 701
36.4 La ecuación de las lentes y
el aumento 703
36.5 Combinaciones de lentes 705
36.6 El microscopio compuesto 706
36.7 Telescopio 708
36.8 Aberraciones de las lentes 708
Capítulo 37 Interferencia, difracción y
polarización 714
37.1 Difracción 715
37.2 Experimento de Young:
interferencia 715
37.3 La red de difracción 719
37.4 Poder de resolución de instrumentos 721
37.5 Polarización 724
l/a a H K Física moderna
Capítulo 38 La física moderna y
el átom o 731
38.1 Relatividad 732
38.2 Eventos simultáneos: la relatividad del
tiempo 733
38.3 Longitud, masa y tiempo
relativistas 734
38.4 Masa y energía 737
38.5 Teoría cuántica y el efecto fotoeléctrico 739
38.6 Ondas y partículas 740
38.7 El átomo de Rutherford 742
38.8 Orbitas electrónicas 742
38.9 Espectro atómico 743
38.10 El átomo de Bohr 745
38.11 Niveles de energía 747
38.12 Láser y luz láser 750
38.13 Teoría atómica moderna 751
Capítulo 39 La física nuclear y
el núcleo 757
39.1 El núcleo atómico 758
39.2 Los elementos 759
39.3 La Unidad de Masa Atómica 761
39.4 Isótopos 764
39.5 Defecto de masa y energía
de enlace 766
39.6 Radiactividad 769
39.7 Decaimiento radiactivo 770
39.8 Vida media 771
39.9 Reacciones nucleares 773
39.10 Fisión nuclear 774
39.11 Reactores nucleares 775
39.12 Fusión nuclear 777
índice 1-1
Manual de uso de HP 50G M-1

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