FÍSICA [PDF]
Principios con Aplicaciones - Volumen 1
Autor: Douglas C. Giancoli
Sexta Edición
Pearson Education
PRESENTACIÓN
Ver el mundo a través de ojos que saben física
Este libro fue escrito para los estudiantes. Pretende brindar una comprensión profunda de los conceptos básicos de la física en todos sus aspectos, desde la mecánica hasta la física moderna. Su meta es explicar la física de una forma sencilla e interesante que sea accesible y clara, y enseñar a los estudiantes a anticipar sus necesidades y dificultades sin una simplificación excesiva. Un segundo objetivo es mostrarles cuán útil es la física en sus propias vidas y en sus futuras profesiones por medio de aplicaciones interesantes.
Además, se ha puesto especial énfasis en explicar técnicas y enfoques para resolver problemas. El texto está especialmente diseñado para que los estudiantes tomen un curso de un año de introducción a la física que se base en álgebra y trigonometría, pero no en cálculo. Muchos de estos estudiantes están especializándose en biología o inscritos en un curso propedéutico para medicina, y otros tal vez estudien arquitectura, tecnología, ciencias de la Tierra o ciencias ambientales. Muchas aplicaciones en esos campos tienen la intención de responder a la pregunta común de los estudiantes: “¿Por qué debo estudiar física?” La respuesta es que la física resulta fundamental para una comprensión plena de esas especialidades, y aquí ellos verán de qué forma. La física lo es todo en el mundo cotidiano.La meta de este libro es ayudar a los estudiantes “a ver el mundo a través de ojos que saben física”.
Algunas de las nuevas características en esta sexta edición son: 1. Ejercicios dentro del texto para que los estudiantes verifiquen su comprensión; 2. nuevos párrafos para hacer el planteamiento de los ejemplos trabajados; 3. nuevos ejemplos que siguen paso a paso cada uno de los Recuadros de Resolución de Problemas; y 4. nuevas aplicaciones, como las detalladas descripciones basadas en la física de las pantallas de cristal líquido (LCD), las cámaras digitales (con CCD) y la extensa cobertura de los dispositivos eléctricos y su manejo seguro. Éstos y otros aspectos se resaltan más adelante.
CONTENIDO
1 INTRODUCCIÓN, MEDICIÓN, ESTIMACIÓN
1-1 La naturaleza de la ciencia
1-2 La física y su relación con otros campos
1-3 Modelos, teorías y leyes
1-4 Medición e incertidumbre; cifras significativas
1-5 Unidades, estándares y el sistema SI
1-6 Conversión de unidades
1-7 Orden de magnitud: estimación rápida
*1-8 Dimensiones y análisis dimensional
2 DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO: CINEMÁTICA EN UNA DIMENSIÓN
2-1 Marcos de referencia y desplazamiento
2-2 Velocidad promedio
2-3 Velocidad instantánea
2-4 Aceleración
2-5 Movimiento con aceleración constante
2-6 Resolución de problemas
2-7 Caída de objetos
*2-8 Análisis gráfico del movimiento lineal
3 CINEMÁTICA EN DOS DIMENSIONES; VECTORES
3-1 Vectores y escalares
3-2 Suma de vectores: métodos gráficos
3-3 Resta de vectores y multiplicación de un vector por un escalar
3-4 Suma de vectores por medio de componentes
3-5 Movimiento de proyectiles
3-6 Resolución de problemas que implican el movimiento de proyectiles
*3-7 El movimiento de proyectiles es parabólico
*3-8 Velocidad relativa
4 DINÁMICA: LEYES DEL MOVIMIENTO DE NEWTON
4-1 Fuerza
4-2 Primera ley del movimiento de Newton
4-3 Masa
4-4 Segunda ley del movimiento de Newton
4-5 Tercera ley del movimiento de Newton
4-6 Peso: la fuerza de gravedad y la fuerza normal
4-7 Resolución de problemas con las leyes de Newton: diagramas de cuerpo libre
4-8 Problemas que implican fricción y planos inclinados
4-9 Resolución de problemas: Un enfoque general
5 MOVIMIENTO CIRCULAR Y GRAVITACIÓN
5-1 Cinemática del movimiento circular uniforme
5-2 Dinámica del movimiento circular uniforme
5-3 Curvas en las autopistas, peraltadas y sin peralte
*5-4 Movimiento circular no uniforme
*5-5 Centrifugación
5-6 Ley de la gravitación universal de Newton
5-7 Gravedad cerca de la superficie de la Tierra; aplicaciones geofísicas
5-8 Los satélites y la “ingravidez”
*5-9 Leyes de Kepler y síntesis de Newton
5-10 Tipos de fuerzas en la naturaleza
6 TRABAJO Y ENERGÍA
6-1 Trabajo realizado por una fuerza constante
*6-2 Trabajo realizado por una fuerza variable
6-3 Energía cinética y el principio trabajo-energía
6-4 Energía potencial
6-5 Fuerzas conservativas y no conservativas
6-6 Energía mecánica y su conservación
6-7 Resolución de problemas a partir de la conservación de la energía mecánica
6-8 Otras formas de energía; transformaciones de energía y la ley de conservación de la energía
6-9 Conservación de energía con fuerzas disipativas: Resolución de problemas
6-10 Potencia
7 CANTIDADDEMOVIMIENTO LINEAL
7-1 Cantidad de movimiento y su relación con la fuerza
7-2 Conservación de la cantidad de movimiento
7-3 Colisiones e impulso
7-4 Conservación de la energía y de la cantidad de movimiento en colisiones
7-5 Colisiones elásticas en una dimensión
7-6 Colisiones inelásticas
*7-7 Colisiones en dos o tres dimensiones
7-8 Centro de masa (CM)
*7-9 CM del cuerpo humano
*7-10 Centro de masa y movimiento de traslación
8 MOVIMIENTO DE ROTACIÓN
8-1 Cantidades angulares
8-2 Aceleración angular constante
8-3 Movimiento de rodamiento (sin deslizamiento)
8-4 Torca
8-5 Dinámica de rotación; torca e inercia de rotación
8-6 Resolución de problemas de dinámica de rotación
8-7 Energía cinética de rotación
8-8 Cantidad de movimiento angular y su conservación
*8-9 Naturaleza vectorial de las cantidades angulares
9 EQUILIBRIO ESTÁTICO; ELASTICIDAD Y FRACTURA
9-1 Condiciones para el equilibrio
9-2 Resolución de problemas de estática
*9-3 Aplicaciones a músculos y articulaciones
9-4 Estabilidad y balance
*9-5 Elasticidad; tensión y deformación
*9-6 Fractura
*9-7 Cubrir un espacio: arcos y domos
VOLUMEN
10 FLUIDOS
10-1 Fases de la materia
10-2 Densidad y gravedad específica
10-3 Presión en fluidos
10-4 Presión atmosférica y presión manométrica
10-5 Principio de Pascal
10-6 Medición de presión; manómetros y el barómetro
10-7 Flotabilidad y principio de Arquímedes
10-8 Fluidos en movimiento; tasa de flujo y ecuación de continuidad
10-9 Ecuación de Bernoulli
10-10 Aplicaciones del principio de Bernoulli: de Torricelli a los aviones, las pelotas de béisbol y la isquemia
*10-11 Viscosidad
*10-12 Flujo en tubos: ecuación de Poiseuille, flujo sanguíneo
*10-13 Tensión superficial y capilaridad
*10-14 Bombas y el corazón
11 VIBRACIONES Y ONDAS
11-1 Movimiento armónico simple
11-2 La energía en el oscilador armónico simple
11-3 El periodo y la naturaleza sinusoidal del MAS
11-4 El péndulo simple
11-5 Movimiento armónico amortiguado
11-6 Vibraciones forzadas; resonancia
11-7 Movimiento ondulatorio
11-8 Tipos de ondas: transversales y longitudinales
11-9 Energía transportada por las ondas
*11-10 Intensidad relacionada con la amplitud y la frecuencia
11-11 Reflexión y transmisión de ondas
13 TEMPERATURA Y TEORÍA CINÉTICA
13-1 Teoría atómica de la materia
13-2 Temperatura y termómetros
*13-3 El equilibrio térmico y la ley cero de la termodinámica
13-4 Expansión térmica
*13-5 Tensiones térmicas
13-6 Las leyes de los gases y la temperatura absoluta
13-7 La ley del gas ideal
13-8 Resolución de problemas con la ley del gas ideal
13-9 La ley del gas ideal en términos de moléculas: número de Avogadro
13-10 La teoría cinética y la interpretación molecular de la temperatura
*13-11 Distribución de la rapidez molecular
*13-12 Gases reales y cambios de fase
*13-13 Presión de vapor y humedad
*13-14 Difusión
14 CALOR
14-1 El calor como transferencia de energía
14-2 Energía interna
14-3 Calor específico
14-4 Calorimetría. Resolución de problemas
14-5 Calor latente
14-6 Transferencia de calor: conducción
14-7 Transferencia de calor: convección
14-8 Transferencia de calor: radiación
15 LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA
15-1 La primera ley de la termodinámica
15-2 Procesos termodinámicos y la primera ley
*15-3 Metabolismo humano y la primera ley
15-4 Segunda ley de la termodinámica. Introducción
15-5 Máquinas térmicas
15-6 Refrigeradores, acondicionadores de aire y bombas térmicas
15-7 Entropía y segunda ley de la termodinámica
15-8 Del orden al desorden
15-9 Agotamiento de energía; muerte térmica
*15-10 Evolución y crecimiento; “flecha del tiempo
11-12 Interferencia; principio de superposición
11-13 Ondas estacionarias; resonancia
*11-14 Refracción
*11-15 Difracción
*11-16 Representación matemática de una onda viajera
12 SONIDO
12-1 Características del sonido
12-2 Intensidad del sonido: decibeles
*12-3 El oído y su respuesta; intensidad
12-4 Fuentes de sonido: cuerdas que vibran y columnas de aire
*12-5 Calidad del sonido y ruido; superposición
12-6 Interferencia de ondas sonoras; batimientos
12-7 Efecto Doppler
*12-8 Ondas de choque y estampido supersónico
*12-9 Aplicaciones: sonar, ultrasonido y formación de imágenes en medicina
*15-11 Interpretación estadística de la entropía y de la segunda ley
*15-12 Contaminación térmica y calentamiento global
16 CARGA ELÉCTRICA Y CAMPO ELÉCTRICO
16-1 Electricidad estática; carga eléctrica y su conservación
16-2 Carga eléctrica en el átomo
16-3 Aisladores y conductores
16-4 Carga inducida; el electroscopio
16-5 Ley de Coulomb
16-6 Resolución de problemas en los que participan la ley de Coulomb y vectores
16-7 El campo eléctrico
16-8 Líneas de campo
16-9 Campos eléctricos y conductores
*16-10 Ley de Gauss
*16-11 Fuerzas eléctricas en biología molecular: estructura y replicación del ADN
*16-12 Las máquinas de fotocopiado y las impresoras de computadora usan electrostática
17 POTENCIAL ELÉCTRICO
17-1 Energía potencial eléctrica y diferencia de potencial
17-2 Relación entre potencial eléctrico y campo eléctrico
17-3 Líneas equipotenciales
17-4 El electronvolt, una unidad de energía
17-5 Potencial eléctrico debido a cargas puntuales
*17-6 Potencial debido a dipolo eléctrico; momento de dipolo
17-7 Capacitancia
17-8 Dieléctricos
17-9 Almacenamiento de energía eléctrica
*17-10 Tubo de rayos catódicos: monitores de televisión, computadoras y osciloscopio
*17-11 El electrocardiograma (ECG)
18 CORRIENTES ELÉCTRICAS
18-1 La batería eléctrica
18-2 Corriente eléctrica
18-3 Ley de Ohm: resistencia y resistores
18-4 Resistividad
18-5 Potencia eléctrica
18-6 Potencia en circuitos caseros
18-7 Corriente alterna
*18-8 Visión microscópica de la corriente eléctrica
*18-9 Superconductividad
*18-10 Conducción eléctrica en el sistema nervioso humano
19 CIRCUITOS CD
19-1 Fem y voltaje en terminales
19-2 Resistores en serie y en paralelo
19-3 Reglas de Kirchhoff
*19-4 Fem en serie y en paralelo; cómo cargar una batería
19-5 Circuitos que contienen capacitores en serie y en paralelo
19-6 Circuitos RC. Resistor y capacitor en serie
19-7 Riesgos eléctricos
*19-8 Amperímetros y voltímetros
20 MAGNETISMO
20-1 Imanes y campos magnéticos
20-2 Las corrientes eléctricas producen campos magnéticos
20-3 Fuerza sobre una corriente eléctrica en un campo magnético; definición de B
20-4 Fuerza sobre una carga eléctrica que se mueve en un campo magnético
20-5 Campo magnético debido a un largo alambre recto
20-6 Fuerza entre dos alambres paralelos
20-7 Solenoides y electroimanes
*20-8 Ley de Ampère
*20-9 Torca sobre un lazo de corriente; momento magnético
*20-10 Aplicaciones: galvanómetros, motores, bocinas
*20-11 Espectrómetro de masas
20-12 Ferromagnetismo: dominios e histéresis
21 INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Y LEY DE FARADAY
21-1 Fem inducida
21-2 Ley de inducción de Faraday; ley de Lenz
21-3 Fem inducida en un conductor en movimiento
21-4 El flujo magnético variable produce un campo eléctrico
21-5 Generadores eléctricos
*21-6 Fuerza contraelectromotriz y contra torca; corrientes parásitas
21-7 Transformadores y transmisión de potencia
21-8 Aplicaciones de la inducción: sistemas de sonido, memoria de computadora, sismógrafo, GFCI
*21-9 Inductancia
*21-10 Energía almacenada en un campo magnético
*21-11 Circuito LR
*21-12 Circuitos CA y reactancia
*21-13 Circuito CA LRC en serie
*21-14 Resonancia en circuitos CA
22 ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
22-1 Los campos eléctricos variables producen campos magnéticos; ecuaciones de Maxwell
22-2 Producción de ondas electromagnéticas
22-3 La luz como una onda electromagnética y el espectro electromagnético
22-4 Medición de la rapidez de la luz
*22-5 Energía en ondas EM
*22-6 Transferencia de cantidad de movimiento y presión de radiación
*22-7 Radio y televisión, comunicación inalámbrica
* Recuerda que nuestras publicaciones están libres de enlaces maliciosos, ni publicidad engañosa. Si alguno de nuestros enlaces se encuentra caído, agradecería que nos lo comuniquen.
Atentamente,
Admin de Hidro SM
