jueves, 8 de septiembre de 2022

ūüďö Libro: F√≠sica General - Frederick J. Bueche

 

Física General

F√ćSICA GENERAL [PDF]

Autor: Frederick J. Bueche - Eugene Hetch
Schaum Décima Edición
McGraw Hill

PRESENTACI√ďN

El curso de introducci√≥n a la f√≠sica, tambi√©n conocido como “f√≠sica general” o “f√≠sica universitaria”, suele ser una visi√≥n panor√°mica a fondo, en dos semestres, de temas cl√°sicos, adem√°s de material seleccionado de la f√≠sica moderna.

En realidad, el nombre “f√≠sica universitaria” se ha vuelto un eufemismo para una introducci√≥n a la f√≠sica sin c√°lculo. El libro Outline of College Physics de Schaum fue concebido para complementar de modo espec√≠fico tal curso, ya sea en escuelas de ense√Īanza media o en universidades. El conocimiento matem√°tico requerido incluye √°lgebra b√°sica, algo de trigonometr√≠a y un poco de an√°lisis de vectores, gran parte de lo cual se aprende con la experiencia. Sin embargo, se supone que el lector ya tiene cierta comprensi√≥n del √°lgebra. El ap√©ndice B es un repaso general de trigonometr√≠a que funciona muy bien. No obstante eso, las ideas necesarias se desarrollan en su momento, conforme se necesitan.

Se aplica lo mismo al an√°lisis de vectores rudimentario que se requiere: tambi√©n se ense√Īa cuando lo requiere la situaci√≥n. En algunos aspectos, aprender f√≠sica no es igual que aprender casi todas las otras disciplinas. La f√≠sica tiene un vocabulario especial que constituye un lenguaje propio, el cual se traslada de inmediato a una forma simb√≥lica que se analiza y extiende con l√≥gica y precisi√≥n matem√°ticas. Palabras como energ√≠a, momento, corriente, flujo, interferencia, capacitancia y dem√°s tienen significados cient√≠ficos muy especiales. Deben aprenderse con rapidez y exactitud porque la disciplina se desarrolla una capa tras otra; si usted no conoce exactamente qu√© es la velocidad, no puede aprender qu√© son la aceleraci√≥n o la cantidad de movimiento, y sin √©stos no puede saber qu√© es la fuerza, y as√≠ sucesivamente.

Cada capítulo de este libro comienza con un resumen preciso de las ideas, las definiciones, las relaciones, las leyes, las reglas y las ecuaciones importantes asociadas con el tema que se analiza. Todo este material constituye la estructura conceptual del discurso, y es evidente que dominarlo representa un desafío por sí mismo, porque la física es más que la simple declaración de sus principios.

Cada f√≠sico que alguna vez haya intentado ense√Īar esta extraordinaria materia ha escuchado el lamento universal de los estudiantes, “comprendo todo, pero no puedo resolver los problemas”. Sin embargo, casi todos los maestros creen que “hacer” los problemas es la culminaci√≥n crucial de toda la experiencia, es la prueba definitiva de la comprensi√≥n y la aptitud. Los esquemas conceptuales de las definiciones, las reglas y las leyes se integran en el proceso de soluci√≥n de problemas como en ning√ļn otro lugar. Adem√°s, debido a que los problemas reflejan la realidad desde nuestro mundo, el estudiante adquiere una habilidad de inmenso valor pr√°ctico. √Čsta no es una tarea f√°cil: efectuar el an√°lisis de incluso un problema moderadamente complejo requiere una extraordinaria concentraci√≥n intelectual y una incesante atenci√≥n a los detalles que van mucho m√°s all√° de simplemente “saber c√≥mo hacerlo”. Igual que cuando ejecuta un instrumento musical, el estudiante debe aprender los fundamentos y despu√©s practicar, practicar, practicar.

Una nota que no se incluye en una sonata puede pasarse por alto; sin embargo, un solo error en el cálculo se propaga por todo el esfuerzo y produce una respuesta completamente errónea. El propósito de este libro es conseguir una ejecución perfecta.

En esta nueva edición hemos reorganizado los primeros capítulos para que concuerden con la organización de los libros de texto de introducción actuales. Para facilitar el proceso de aprendizaje y aumentar la confianza del estudiante hemos agregado varios problemas sencillos de un solo concepto. Además hemos revisado cada problema del libro, incluido comentarios esclarecedores donde se requiere, y ampliado y acercado las soluciones correspondientes donde resulta adecuado.

Ahora se especifica el nivel de dificultad de cada problema mediante las clasificaciones [I], [II], o [III]. Los problemas sencillos de un solo concepto se se√Īalan mediante un [I] despu√©s de su n√ļmero. Un [II] significa un problema un poco m√°s complicado, pero todav√≠a manejable. La caracter√≠stica de los problemas de nivel [III] es que son desafiantes.

CONTENIDO

Cap√≠tulo 1 RAPIDEZ, DESPLAZAMIENTO Y VELOCIDAD: INTRODUCCI√ďN A LOS VECTORES
Una cantidad escalar. Distancia. La rapidez promedio. Rapidez instantánea. Una cantidad vectorial. El desplazamiento. La velocidad. La velocidad instantánea. La suma de vectores. El método de punta a cola (o del polígono). Método del paralelogramo. Sustracción o resta de vectores. Las funciones trigonométricas. Una componente de un vector. Método de componentes para sumar vectores. Los vectores unitarios.

Capítulo 2 MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO
La aceleración. El movimiento uniformemente rectilíneo. La dirección es importante. La interpretación gráfica. Aceleración debida a la gravedad. Componentes de la velocidad. Los problemas de proyectiles.

Capítulo 3 LEYES DE NEWTON
La masa. El kilogramo patrón (estándar). Fuerza. La fuerza resultante. El newton. Primera ley de Newton. Segunda ley de Newton. Tercera ley de Newton. Ley de la gravitación universal. El peso. Relación entre masa y peso. Fuerza de tensión. Fuerza de fricción. Fuerza normal. Coeficiente de fricción cinética. Coeficiente de fricción estática. Análisis dimensional. Operaciones matemáticas con unidades.

Cap√≠tulo 4 EQUILIBRIO BAJO LA ACCI√ďN DE FUERZAS CONCURRENTES
Las fuerzas concurrentes. Un objeto est√° en equilibrio. La primera condici√≥n de equilibrio. M√©todo de resoluci√≥n de problemas (fuerzas concurrentes). El peso de un objeto. La fuerza de tensi√≥n. Fuerza de fricci√≥n. La fuerza normal. Poleas. 

Cap√≠tulo 5 EQUILIBRIO DE UN CUERPO R√ćGIDO BAJO LA ACCI√ďN DE FUERZAS COPLANARES
La torca (o momento de torsión). Las dos condiciones para el equilibrio. El centro de gravedad. La posición de los ejes es arbitraria.

Cap√≠tulo 6 TRABAJO, ENERG√ćA Y POTENCIA
El trabajo. La unidad de trabajo. La energía. La energía cinética. La energía gravitacional. Teorema del trabajo-energía. Conservación de la energía. Potencia. El kilowatt-hora.

Cap√≠tulo 7 M√ĀQUINAS SIMPLES
Una M√°quina. El principio de trabajo. Ventaja mec√°nica. La eficiencia.

Capítulo 8 IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO
La cantidad de movimiento lineal. El impulso. Un impulso causa un cambio en la cantidad de movimiento. Conservación de la cantidad de movimiento lineal. En colisiones (choques) y explosiones. Una colisión perfectamente elástica. Coeficiente de restitución. El centro de masa.

Capítulo 9 MOVIMIENTO ANGULAR EN UN PLANO
El desplazamiento angular. La rapidez angular. La aceleración angular. Las ecuaciones para el movimiento angular uniformemente acelerado. Relaciones entre cantidades angulares y tangenciales. Aceleración centrípeta. La fuerza centrípeta.

Cap√≠tulo 10 ROTACI√ďN DE UN CUERPO R√ćGIDO
La torca (o momento de torsión). El momento de inercia. Torca y aceleración angular. Energía cinética de rotación. Rotación y traslación combinadas. El trabajo. La potencia. La cantidad de movimiento angular. El impulso angular. Teorema de los ejes paralelos. Analogía entre cantidades lineales y angulares.

Cap√≠tulo 11 MOVIMIENTO ARM√ďNICO SIMPLE Y RESORTES
El periodo. La frecuencia. La gráfica de un movimiento vibratorio. El desplazamiento. Una fuerza restauradora. Un sistema hookeano. Movimiento armónico simple (MAS). La energía potencial elástica. El intercambio de energía. La rapidez de un MAS. La aceleración en un MAS. Círculo de referencia. Periodo en el MAS. Aceleración en términos de T. El péndulo simple.

Capítulo 12 DENSIDAD; ELASTICIDAD
La densidad. Densidad relativa (Gravedad específica). Elasticidad. Esfuerzo. Deformación. Límite elástico. Módulo de Young. El módulo volumétrico. El módulo de corte (o cortante).

Capítulo 13 FLUIDOS EN REPOSO
La presión promedio. La presión atmosférica estándar. La presión hidrostática. Principio de Pascal. Principio de Arquímedes.

Capítulo 14 FLUIDOS EN MOVIMIENTO
Flujo o descarga de un fluido. Ecuaci√≥n de continuidad. La tasa de corte. La viscosidad. Ley de Poiseuille. El trabajo efectuado por un pist√≥n. El trabajo efectuado por una presi√≥n. Ecuaci√≥n de Bernoulli. Teorema de Torricelli. El n√ļmero de Reynolds. 

Cap√≠tulo 15 DILATACION T√ČRMICA
La temperatura. Dilatación lineal de un sólido. Dilatación superficial. Dilatación volumétrica.

Capítulo 16 GASES IDEALES
Un gas ideal (o perfecto). Un mol de una sustancia. Ley del gas ideal. Los casos especiales. El cero absoluto. Las condiciones estándar o temperatura y presión estándares (TPE). Ley de Dalton de las presiones parciales. Los problemas sobre la ley de los gases.

Cap√≠tulo 17 TEOR√ćA CIN√ČTICA 
La teor√≠a cin√©tica. El n√ļmero de Avogadro. La masa de una mol√©cula. La energ√≠a cin√©tica promedio traslacional. La ra√≠z cuadr√°tica media. La temperatura absoluta. La presi√≥n. La trayectoria libre media (TLM).

Cap√≠tulo 18 CALORIMETR√ćA 
Energía térmica. Calor. El calor específico. El calor ganado (o perdido). El calor de fusión. El calor de vaporización. El calor de sublimación. Los problemas de calorimetría. La humedad absoluta. La humedad relativa. Punto de rocío.

Cap√≠tulo 19 TRANSFERENCIA DE ENERG√ćA CALOR√ćFICA
La energía calorífica se puede transferir. La conducción. La resistencia térmica. La convección. La radiación.

Cap√≠tulo 20 PRIMERA LEY DE LA TERMODIN√ĀMICA
Calor. La energía interna. El trabajo efectuado por un sistema. La primera ley de la termodinámica. Un proceso isobárico. Un proceso isovolumétrico. Un proceso isotérmico. Un proceso adiabático. El calor específico de los gases. Razón de calor específico. El trabajo está relacionado con el área. La efi ciencia de una máquina térmica.

Cap√≠tulo 21 ENTROP√ćA Y LA SEGUNDA LEY 
La segunda ley de la termodinámica. La entropía. La entropía es una medida del desorden. El estado más probable.

Capítulo 22 MOVIMIENTO ONDULATORIO
Una onda que se propaga. Terminología ondulatoria. Las vibraciones en fase. La rapidez de una onda transversal. Ondas estacionarias. Condiciones para la resonancia. Las ondas longitudinales (o de compresión).

Capítulo 23 SONIDO
Las ondas sonoras. Ecuaci√≥n para calcular la rapidez del sonido. La rapidez del sonido en el aire. La intensidad. La intensidad ac√ļstica. El nivel de intensidad (o volumen sonoro). Pulsaciones (o latidos). Efecto Doppler. Efectos de interferencia.

Cap√≠tulo 24 LEY DE COULOMB Y CAMPOS EL√ČCTRICOS
Ley de Coulomb. La carga está cuantizada. Conservación de la carga. El concepto de carga de prueba. Un campo eléctrico. La intensidad del campo eléctrico. Campo eléctrico debido a una carga puntual. Principio de superposición.

Cap√≠tulo 25 POTENCIAL EL√ČCTRICO Y CAPACITANCIA 
La diferencia de potencial. Potencial absoluto. Energía potencial eléctrica. Relación entre V y E. Electrón volt, una unidad de energía. Un capacitor. Capacitor de placas paralelas. Capacitores en paralelo y en serie. Energía almacenada en un capacitor.

Cap√≠tulo 26 CORRIENTE, RESISTENCIA Y LEY DE OHM 
Una corriente. Una batería. La resistencia. Ley de Ohm. Medición de la resistencia por medio de amperímetro y voltímetro. La diferencia de potencial de las terminales. Resistividad. La resistencia varía con la temperatura. Cambios de potencial.

Cap√≠tulo 27 POTENCIA EL√ČCTRICA
El trabajo el√©ctrico. La potencia el√©ctrica. La p√©rdida de potencia de un resistor. En un resistor, el calor generado. Conversiones √ļtiles.

Cap√≠tulo 28 RESISTENCIA EQUIVALENTE; CIRCUITOS SIMPLES 
Resistores en serie. Resistores en paralelo.

Capítulo 29 LEYES DE KIRCHHOFF
Regla de nodos (o nudos) de Kirchhoff. Regla de mallas (o circuito cerrado) de Kirchhoff. El conjunto de ecuaciones obtenidas.

Cap√≠tulo 30 FUERZAS EN CAMPOS MAGN√ČTICOS 
Un campo magnético. Las líneas de campo magnético. Un imán. Los polos magnéticos. Una carga que se mueve a través de un campo magnético. La dirección de la fuerza. La magnitud de la fuerza. El campo magnético en un punto. Fuerza sobre una corriente en un campo magnético. Torca sobre una bobina plana.

Cap√≠tulo 31 FUENTES DE CAMPOS MAGN√ČTICOS
Los campos magnéticos se producen. La dirección del campo magnético. Los materiales ferromagnéticos. El momento magnético. Campo magnético producido por un elemento de corriente.

Cap√≠tulo 32 FEM INDUCIDA; FLUJO MAGN√ČTICO
Efectos magnéticos en la materia. Líneas de campo magnético. El flujo magnético. Una FEM inducida. Ley de Faraday para la FEM inducida. Ley de Lenz. FEM generada por movimiento.

Cap√≠tulo 33 GENERADORES Y MOTORES EL√ČCTRICOS 
Los generadores eléctricos. Los motores eléctricos.

Capítulo 34 INDUCTANCIA; CONSTANTES DE TIEMPO R-C Y R-L
Autoinductancia. Inductancia mutua. Energía almacenada en un inductor. Constante de tiempo R-C. Constante de tiempo R-L. Las funciones exponenciales.

Capítulo 35 CORRIENTE ALTERNA
La FEM generada por una bobina que gira. Los medidores. El calor generado o la potencia perdida. Formas de la ley de Ohm. Fase. La impedancia. Fasores. La resonancia. Pérdida de potencia. Un transformador.

Cap√≠tulo 36 REFLEXI√ďN DE LA LUZ 
Naturaleza de la luz. Ley de reflexi√≥n. Los espejos planos. Espejos esf√©ricos. Trazo de rayos. La ecuaci√≥n de los espejos. El tama√Īo de imagen.

Cap√≠tulo 37 REFRACCI√ďN DE LA LUZ
La rapidez de la luz. √ćndice de refracci√≥n. Refracci√≥n. Ley de Snell. √Āngulo cr√≠tico para la reflexi√≥n interna total. Un prisma.

Capítulo 38 LENTES DELGADOS
Tipos de lentes. Trazo de rayos. Relación objeto-imagen. Ecuación del fabricante de lentes. La potencia de un lente. Lentes en contacto.

Cap√≠tulo 39 INSTRUMENTOS √ďPTICOS.
Combinación de lentes delgados. El ojo. Amplificación angular. Un vidrio amplificador (lupa). Un microscopio. Un telescopio.

Cap√≠tulo 40 INTERFERENCIA Y DIFRACCI√ďN DE LA LUZ 
Una onda de propagación. Las ondas coherentes. La fase relativa. Los efectos de la interferencia. La difracción. Difracción Fraunhofer de una sola rendija. Límite de resolución. Ecuación de la rejilla de difracción. La difracción de rayos X. Longitud de camino óptico.

Capítulo 41 RELATIVIDAD
Un sistema de referencia. La teoría especial de la relatividad. El momento lineal relativista. Rapidez límite. Energía relativista. Dilatación del tiempo. Simultaneidad. Contracción de la longitud. Fórmula para sumar velocidades.

Cap√≠tulo 42 F√ćSICA CU√ĀNTICA Y MEC√ĀNICA ONDULATORIA 
Cuantos de radiación. Efecto eléctrico. La Cantidad o movimiento de un fotón. Efecto Compton. Longitud de onda de Broglie. Resonancia de las ondas de De Broglie. Las energías cuantizadas.

Cap√≠tulo 43 EL √ĀTOMO DE HIDR√ďGENO
El √°tomo de hidr√≥geno. √ďrbitas electr√≥nicas. Los diagramas de los niveles de energ√≠a. Emisi√≥n de luz. Las l√≠neas espectrales. Origen de las series espectrales. Absorci√≥n de luz. 

Cap√≠tulo 44 √ĀTOMOS MULTIELECTRONES
En un √°tomo neutro. Los n√ļmeros cu√°nticos. El principio de exclusi√≥n de Pauli.

Capítulo 45 NÚCLEOS Y RADIACTIVIDAD
El n√ļcleo. Carga nuclear y n√ļmero at√≥mico. Unidad de masa at√≥mica. N√ļmero de masa. Is√≥topos. Energ√≠as de enlace. Radiactividad. Ecuaciones nucleares.

Cap√≠tulo 46 F√ćSICA NUCLEAR APLICADA 
Las energ√≠as nucleares de enlace. Reacci√≥n de fisi√≥n. Reacci√≥n de fusi√≥n. La dosis de radiaci√≥n. Potencial de da√Īo por radiaci√≥n. La dosis de radiaci√≥n efectiva. Aceleradores de alta energ√≠a. La cantidad de movimiento (momento) lineal de una part√≠cula.


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Atentamente,
Admin de Hidro SM
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