Física / Para Ciencias e Ingeniería

Parte 1 MECÁNICA 1 1 Física y medición 2 2 Movimiento en una dimensión 19 3 Vectores 53 4 Movimiento en dos dimensiones 71 5 Las leyes del movimiento 100 6 Movimiento circular y otras aplicaciones de las leyes de Newton 137 7 Energía de un sistema 163 8 Conservación de energía 195 9 Cantidad de movimiento lineal y colisiones 227 10 Rotación de un objeto rígido en torno a un eje fijo 269 11 Cantidad de movimiento angular 311 12 Equilibrio estático y elasticidad 337 13 Gravitación universal 362 14 Mecánica de fluidos 389 Contenido breve Parte 2 OSCILACIONES Y ONDAS MECÁNICAS 417 15 Movimiento oscilatorio 418 16 Movimiento ondulatorio 449 17 Ondas sonoras 474 18 Sobreposición y ondas estacionarias 500 Parte 3 TERMODINÁMICA 531 19 Temperatura 532 20 Primera ley de la termodinámica 553 21 Teoría cinética de los gases 587 22 Máquinas térmicas, entropía y segunda ley de la termodinámica 612 Apéndices A-1 Respuestas a problemas con número impar A-25 Índice I-1 Cortesía de NASA . r J , t t e w e J . W n h o J vii Acerca de los autores xi Prefacio xiii Al estudiante xxiii PARTE 1 MECÁNICA 1 Capítulo 1 Física y medición 2 1.1 Estándares de longitud, masa y tiempo 3 1.2 Materia y construcción de modelos 6 1.3 Análisis dimensional 7 1.4 Conversión de unidades 10 1.5 Estimaciones y cálculos de orden de magnitud 11 1.6 Cifras significativas 12 Capítulo 2 Movimiento en una dimensión 19 2.1 Posición, velocidad y rapidez 20 2.2 Velocidad y rapidez instantánea 23 2.3 Modelos de análisis: La partícula bajo velocidad constante 26 2.4 Aceleración 27 2.5 Diagramas de movimiento 31 2.6 La partícula bajo aceleración constante 32 2.7 Objetos en caída libre 36 2.8 Ecuaciones cinemáticas deducidas del cálculo 39 Estrategia General para Resolver Problemas 42 Capítulo 3 Vectores 53 3.1 Sistemas coordenados 53 3.2 Cantidades vectoriales y escalares 55 3.3 Algunas propiedades de los vectores 55 3.4 Componentes de un vector y vectores unitarios 59 Capítulo 4 Movimiento en dos dimensiones 71 4.1 Vectores de posición, velocidad y aceleración 71 4.2 Movimiento en dos dimensiones con aceleración constante 74 4.3 Movimiento de proyectil 77 4.4 Partícula en movimiento circular uniforme 84 4.5 Aceleraciones tangencial y radial 86 4.6 Velocidad y aceleración relativas 87 Capítulo 5 Las leyes del movimiento 100 5.1 Concepto de fuerza 100 5.2 Primera ley de Newton y marcos inerciales 102 5.3 Masa 103 5.4 Segunda ley de Newton 104 5.5 Fuerza gravitacional y peso 106 5.6 Tercera ley de Newton 107 5.7 Algunas aplicaciones de las leyes de Newton 109 5.8 Fuerzas de fricción 119 Capítulo 6 Movimiento circular y otras aplicaciones de las leyes de Newton 137 6.1 Segunda ley de Newton para una partícula en movimiento circular uniforme 137 6.2 Movimiento circular no uniforme 143 6.3 Movimiento en marcos acelerados 145 6.4 Movimiento en presencia de fuerzas resistivas 148 Capítulo 7 Energía de un sistema 163 7.1 Sistemas y entornos 164 7.2 Trabajo invertido por una fuerza constante 164 7.3 Producto escalar de dos vectores 167 7.4 Trabajo consumido por una fuerza variable 169 7.5 Energía cinética y el teorema trabajo–energía cinética 174 7.6 Energía potencial de un sistema 177 7.7 Fuerzas conservativas y no conservativas 181 7.8 Correspondencia entre fuerzas conservativas y energía potencial 183 7.9 Diagramas de energía y equilibrio de un sistema 185 Capítulo 8 Conservación de energía 195 8.1 El sistema no aislado: conservación de energía 196 8.2 El sistema aislado 198 8.3 Situaciones que incluyen fricción cinética 204 8.4 Cambios en energía mecánica para fuerzas no conservativas 209 8.5 Potencia 213 Capítulo 9 Cantidad de movimiento lineal y colisiones 227 9.1 Cantidad de movimiento lineal y su conservación 228 9.2 Impulso y cantidad de movimiento 232 9.3 Colisiones en una dimensión 234 9.4 Colisiones en dos dimensiones 242 9.5 El centro de masa 245 9.6 Movimiento de un sistema de partículas 250 9.7 Sistemas deformables 253 9.8 Propulsión de cohetes 255 Contenido © Thomson Learning/Charles D. Winters Capítulo 10 Rotación de un objeto rígido en torno a un eje fijo 269 10.1 Posición, velocidad y aceleración angular 269 10.2 Cinemática rotacional: Objeto rígido bajo aceleración angular constante 272 10.3 Cantidades angulares y traslacionales 273 10.4 Energía cinética rotacional 276 10.5 Cálculo de momentos de inercia 278 10.6 Momento de torsión 282 10.7 Objeto rígido bajo un momento de torsión neto 283 10.8 Consideraciones energéticas en el movimiento rotacional 287 10.9 Movimiento de rodamiento de un objeto rígido 291 Capítulo 11 Cantidad de movimiento angular 311 11.1 Producto vectorial y momento de torsión 311 11.2 Cantidad de movimiento angular: el sistema no aislado 314 11.3 Cantidad de movimiento angular de un objeto rígido giratorio 318 11.4 El sistema aislado: conservación de cantidad de movimiento angular 321 11.5 El movimiento de giroscopios y trompos 326 Capítulo 12 Equilibrio estático y elasticidad 337 12.1 Objeto rígido en equilibrio 337 12.2 Más acerca del centro de gravedad 340 12.3 Ejemplos de objetos rígidos en equilibrio estático 341 12.4 Propiedades elásticas de los sólidos 347 Capítulo 13 Gravitación universal 362 13.1 Ley de Newton de gravitación universal 363 13.2 Aceleración en caída libre y fuerza gravitacional 365 13.3 Las leyes de Kepler y el movimiento de los planetas 367 13.4 El campo gravitacional 372 13.5 Energía potencial gravitacional 373 13.6 Consideraciones energéticas en el movimiento planetario y de satélites 375 Capítulo 14 Mecánica de fluidos 389 14.1 Presión 390 14.2 Variación de la presión con la profundidad 391 14.3 Mediciones de presión 395 14.4 Fuerzas de flotación y principio de Arquímedes 395 14.5 Dinámica de fluidos 399 14.6 Ecuación de Bernoulli 402 14.7 Otras aplicaciones de la dinámica de fluidos 405 PARTE 2 OSCILACIONES Y ONDAS MECÁNICAS 417 Capítulo 15 Movimiento oscilatorio 418 15.1 Movimiento de un objeto unido a un resorte 419 15.2 Partícula en movimiento armónico simple 420 15.3 Energía del oscilador armónico simple 426 15.4 Comparación de movimiento armónico simple con movimiento circular uniforme 429 15.5 El péndulo 432 15.6 Oscilaciones amortiguadas 436 15.7 Oscilaciones forzadas 437 Capítulo 16 Movimiento ondulatorio 449 16.1 Propagación de una perturbación 450 16.2 El modelo de onda progresiva 454 16.3 La rapidez de ondas en cuerdas 458 16.4 Reflexión y transmisión 461 16.5 Rapidez de transferencia de energía mediante ondas sinusoidales en cuerdas 463 16.6 La ecuación de onda lineal 465 Capítulo 17 Ondas sonoras 474 17.1 Rapidez de ondas sonoras 475 17.2 Ondas sonoras periódicas 476 17.3 Intensidad de ondas sonoras periódicas 478 17.4 El efecto Doppler 483 17.5 Grabación de sonido digital 488 17.6 Sonido cinematográfico 491 Capítulo 18 Sobreposición y ondas estacionarias 500 18.1 Sobreposición e interferencia 501 18.2 Ondas estacionarias 505 18.3 Ondas estacionarias en una cuerda fija en ambos extremos 508 18.4 Resonancia 512 18.5 Ondas estacionarias en columnas de aire 512 18.6 Ondas estacionarias en barras y membranas 516 18.7 Batimientos: interferencia en el tiempo 516 18.8 Patrones de onda no sinusoidales 519 NASA viii Contenido Contenido ix PARTE 3 TERMODINÁMICA 531 Capítulo 19 Temperatura 532 19.1 Temperatura y ley cero de la termodinámica 532 19.2 Termómetros y escala de temperatura Celsius 534 19.3 Termómetro de gas a volumen constante y escala absoluta de temperatura 535 19.4 Expansión térmica de sólidos y líquidos 537 19.5 Descripción macroscópica de un gas ideal 542 Capítulo 20 Primera ley de la termodinámica 553 20.1 Calor y energía interna 554 20.2 Calor específico y calorimetría 556 20.3 Calor latente 560 20.4 Trabajo y calor en procesos termodinámicos 564 20.5 Primera ley de la termodinámica 566 20.6 Algunas aplicaciones de la primera ley de la termodinámica 567 20.7 Mecanismos de transferencia de energía 572 Capítulo 21 Teoría cinética de los gases 587 21.1 Modelo molecular de un gas ideal 587 21.2 Calor específico molar de un gas ideal 592 21.3 Procesos adiabáticos para un gas ideal 595 21.4 Equipartición de la energía 597 21.5 Distribución de magnitudes de velocidad moleculares 600 Capítulo 22 Máquinas térmicas, entropía y segunda ley de la termodinámica 612 22.1 Máquinas térmicas y segunda ley de la termodinámica 613 22.2 Bombas de calor y refrigeradores 615 22.3 Procesos reversibles e irreversibles 617 22.4 La máquina de Carnot 618 22.5 Motores de gasolina y diesel 622 22.6 Entropía 624 22.7 Cambios de entropía en procesos irreversibles 627 22.8 Entropía de escala microscópica 629 Apéndice A Tablas A–1 Tabla A.1 Factores de conversión A-1 Tabla A.2 Símbolos, dimensiones y unidades de cantidades físicas A-2 Apéndice B Repaso matemático A–4 B.1 Notación científica A-4 B.2 Álgebra A-5 B.3 Geometría A-9 B.4 Trigonometría A-10 B.5 Series de expansión A-12 B.6 Cálculo diferencial A-13 B.7 Cálculo integral A-16 B.8 Propagación de incertidumbre A-20 Apéndice C Tabla periódica de los elementos A–22 Apéndice D Unidades del SI A–24 D.1 Unidades del SI A-24 D.2 Algunas unidades del SI deducidas A-24 Respuestas a problemas con número impar A–25 Índice I–1

DescripciónEsta nueva edición de la ya conocida obra de Raymond A. Serway y John W. Jewett Jr. además de conservar la gran capacidad didáctica que la ha caracterizado cuenta con el soporte de herramientas tecnológicas que proveen de más apoyo al usuario durante el desarrollo del curso.CaracterísticasEn el capítulo 2 permanece la sección sobre la estrategia para resolver problemas. o A lo largo de los capítulos 3 a 5 se utiliza explícitamente dicha estrategia para que el alumno aprenda a emplearla. o Los capítulos 7 y 8 se reorganizaron completamente para preparar al estudiante para el planteamiento de energía que se hace a través del libro. o Una nueva sección en el capítulo 9 enseña al estudiante cómo analizar sistemas deformables con la ecuación de la conservación de la energía y el teorema de impulso momentum. o Aproximadamente 23% de los problemas son nuevos. o Se mantiene la sección ¿Qué pasaría si en los ejemplos resueltos para ofrecer una variación al ejemplo que estimule la capacidad de razonamiento del estudiante.Contenido1. Física y mediciones. 2. Movimiento en una dimensión. 3. Vectores. 4. Movimiento en dos dimensiones. 5. Las leyes del movimiento. 6. Movimiento circular y otras aplicaciones de las leyes de Newton. 7. Energía y transferencia de energía. 8. Energía potencial. 9. Cantidad de movimiento lineal y colisiones. 10. Rotación de un cuerpo rígido alrededor de un eje fijo. 11. Cantidad de movimiento angular. 12. Equilibrio estático y elasticidad. 13. Ley de la gravedad. 14. Mecánica de fluidos. 15. Movimiento oscilatorio. 16. Movimiento ondulatorio. 17. Ondas sonoras. 18. Superposición y ondas estacionarias. 19. Temperatura. 20. Calor y la primera ley de la termodinámica. 21. Teoría cinética de los gases. 22. Máquinas térmicas entropía y segunda ley de la termodinámica. Apéndices. Respuesta a los ejercicios impares. índice.

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