CONTENIDO
Capítulo 1 Sistemas de medida 1
Unidades 2
Conversión de unidades 4
Dimensiones de las magnitudes físicas 5
Notación científica 6
Cifras significativas y órdenes de magnitud 7
Resumen 10
Ensayo von Baeyer, Hans Christian, La solución Fermi 11
Parte 1. Mecánica 19
Capítulo 2 Movimiento en una dimensión 20
Módulo de velocidad, desplazamiento y velocidad vectorial 21
Velocidad instantánea 24
Aceleración 28
Movimiento con aceleración constante 30
Integración 37
Resumen 39
Capítulo 3 Movimiento en dos y tres dimensiones 47
Vector desplazamiento y suma de vectores 48
Suma de vectores por componentes 50
Vectores unitarios y multiplicación de vectores por escalares 52
Vector velocidad 54
Vector aceleración 56
Velocidad relativa 57
Movimiento de proyectiles 58
Movimiento circular 65
Resumen 69
Capítulo 4 Leyes de Newton I 77
Primera ley de Newton: ley de la inercia 78
Fuerza, masa y segunda ley de Newton 80
La fuerza debida a la gravedad: el peso 83
Tercera ley de Newton 86
Las fuerzas en la naturaleza 88
Aplicaciones de las leyes de Newton a la resolución de problemas 92
Resumen 99
Capítulo 5 Leyes de Newton II 107
Fricción 107
Fuerzas de arrastre 116
Problemas con dos o más cuerpos 117
Fuerzas ficticias 121
Métodos numéricos 124
Resumen 127
Capítulo 6 Trabajo y energía 135
Trabajo y energía cinética: movimiento en una dimensión con fuerzas constantes 136
Trabajo realizado por una fuerza variable 140
Trabajo y energía en tres dimensiones. Producto escalar 143
Trabajo y energía en sistemas de partículas: energía potencial 148
Energía potencial y equilibrio en una dimensión 152
Conservación de la energía mecánica 155
Teorema generalizado del trabajo-energía 161 Conservación de la energía 166 Potencia 169
Resumen 171
Capítulo 7 Sistemas de partículas y conservación del momento lineal 182
Centro de masas 183
Movimiento del centro de masas de un sistema 187
Conservación del momento lineal 190
Sistema de referencia del centro de masas 194
Energía cinética de un sistema de partículas 195
Choques en una dimensión 198
Choques en tres dimensiones 206
Impulso y promedio temporal de una fuerza 210
Propulsión a chorro 213
Resumen 216
Ensayo Llewellyn, Ralph A. Descubrimiento del neutrino 218
Capítulo 8 Rotación 227
Velocidad angular y aceleración angular 228
Momento de una fuerza y momento de inercia 231
Energía cinética de rotación 236
Cálculo del momento de inercia 238
Momento angular 242
Cuerpos rodantes 249
Naturaleza vectorial de la rotación y producto vectorial 255
Movimiento de un giróscopo 260
Desequilibrio estático y dinámico 262
Resumen 263
Capítulo 9 Equilibrio estático de un cuerpo rígido 275
Condiciones de equilibrio 275
Centro de gravedad 278
Ejemplos de equilibrio estático 280
Par de fuerzas 284
Estabilidad del equilibrio 285
Resumen 287
Capítulo 10 Gravedad 295
Leyes de Kepler 295
Ley de gravitación de Newton 299
Medida de la constante universal de gravitación 305
Masa gravitatoria y masa inercial 307
Escape de la Tierra 308
Energía potencial, energía total y órbitas 313
Campo gravitatorio de una corteza esférica y de una esfera maciza 316
Resumen 320
Ensayo French, A. P., Newton, Isaac (1642-1727) 322
Capítulo 11 Mecánica de sólidos y de fluidos 331
Densidad 331
Tensión y deformación 333
Presión en un fluido 336
Flotación y principio de Arquímedes 340
Tensión superficial y capilaridad 344
Fluidos en movimiento y ecuación de Bernoulli 346
Flujo viscoso 351
Resumen 354
Ensayo Hunt, Robert G., Aerodinámica del movimiento de una bicicleta 356
Parte 2 Oscilaciones y ondas 367
Capítulo 12 Oscilaciones 368
Movimiento armónico simple: Masa unida a un muelle 369
Movimiento armónico simple y movimiento circular 376
Energía del movimiento armónico simple 377
Objeto colgado de un muelle vertical 380
Péndulos 382
Movimiento general en las proximidades del equilibrio 386
Oscilaciones amortiguadas 388
Oscilaciones forzadas y resonancia 392
Resumen 395
Ensayo Walker, James S., Caos: Un desorden ordenado 397
Capítulo 13 Ondas en una cuerda 409
Pulsos de onda 410
Velocidad de ondas 414
Ondas armónicas 416
Energía transmitida por las ondas 417
Superposición e interferencia de ondas armónicas 419
Ondas estacionarias 420
Superposición de ondas estacionarias 427
Ecuación de onda (Opcional) 429
Resumen 431
Capítulo 14 Sonido 439
Velocidad de las ondas sonoras 440
Ondas sonoras armónicas 442
Ondas en tres dimensiones: Intensidad 445
Interferencia: Batidos o pulsaciones 449
Ondas sonoras estacionarias 454
Análisis y síntesis armónicos 458
Paquetes de onda y dispersión 460
Reflexión, refracción y difracción 461
Efecto Doppler 464
Resumen 469
Ensayo Flinner, Jack L., Ondas sísmicas 472
Parte 3 Termodinámica 485
Capítulo 15 Temperatura 486
Escalas de temperatura Celsius y Fahrenheit 487
Termómetros de gas y escala de temperaturas absolutas 490
Dilatación térmica 493
Ley de los gases ideales 496
Interpretación molecular de la temperatura. Teoría cinética de los gases 500
Ecuación de van der Waals e isotermas líquido-vapor 506
Diagramas de fases 508
Resumen 511
Capítulo 16 Calor y primer principio de la termodinámica 517
Capacidad térmica y calor específico 518
Cambios de fase y calor latente 522
Transferencia de energía térmica 525
El primer principio de la termodinámica 534
Energía interna de un gas ideal 537
Trabajo y el diagrama PV para un gas 539
Capacidades térmicas y el teorema de equipartición 542
Expansión adiabática cuasiestática de un gas 547
Resumen 550
Ensayo Krenz, Jerrold H., Balance de energía y calentamiento global de la Tierra 553
Capítulo 17 Energía utilizable 563
Máquinas y motores térmicos y el segundo principio de la termodinámica 564
Refrigeradores y el segundo principio de la termodinámica 568
Equivalencia entre los enunciados de la máquina térmica y del refrigerador 569
La máquina de Carnot 569
La bomba de calor 575
Entropía y desorden 576
Entropía y probabilidad 582
Resumen 584
Ensayo Bartlett, Albert A., Crecimiento y disminución exponencial 586