INDICE Capitulo 1. Introducción: La Física y la Medición Capitulo 2. Vectores Capitulo 3. Movimiento de una Dimensión

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1 INDICE Capitulo 1. Introducción: La Física y la Medición Estándares de longitud, masa tiempo Densidad y masa atómica Análisis dimensional Conversión de unidades Cálculos del orden de magnitud Cifras significativas Notación matemática Resumen 11 Capitulo 2. Vectores Sistemas de coordenadas y marcos de referencia Vectores y escalares Algunas propiedades de los vectores Componentes de un vector y vectores unitarios Fuerzas Resumen 24 Capitulo 3. Movimiento de una Dimensión Velocidad media Velocidad instantánea Aceleración Movimiento unidimensional con aceleración constante Cuerpos en caída libre Resumen 41 Capitulo 4. Movimiento en dos Dimensiones Los vectores desplazamiento, velocidad y aceleración Movimiento en dos dimensiones con aceleración constante Movimiento de proyectiles Movimiento circular uniforme Aceleración tangencial y radial en el movimiento curvilíneo Velocidad y aceleración relativas Resumen 64 Capítulo 5. Las Leyes del Movimiento Introducción a la mecánica clásica Concepto de fuerzas Primera ley de Newton y los marcos de referencia inerciales Masa inercial Segunda ley de Newton Peso tercera Ley de Newton Algunas aplicaciones de la leyes de Newton Fuerzas de rozamiento Resumen 90 Capitulo 6. Fuerzas en la Naturaleza y más Aplicaciones de las leyes 98 de Newton 6.1. Ley de Newton de la gravitación universal Medición de la constante gravitacional Masas inercial y gravitacional 101

2 6.4. Peso y fuerza gravitacional Fuerzas electrostáticas Fuerzas nucleares Segunda Ley de Newton aplicada al movimiento circular uniforme Movimiento circular no uniforme Movimiento en marcos de referencia acelerados Movimiento en presencia de fuerzas resistivas Resumen 115 Capitulo 7. Trabajo y Energía Introducción Trabajo realizado por una fuerzas constante Producto escalar de dos vectores Trabajo efectuado por una fuerza variable, caso unidimensional Trabajo y energía cinética Potencia La energía y el automóvil Resumen 140 Capitulo 8. Energía Potencial y Conservación de la Energía Fuerzas conservativas y no conservativas Energía potencial Conservación de la energía mecánica energía potencial gravitacional cerca de la superficie terrestre Fuerzas no conservativas y el teorema de trabajo y energía Energía potencial almacenada en un resorte Relación entre las fuerzas conservativas y la energía potencial Diagrama de energía y estabilidad del equilibrio Masa y energía Conservación de la energía en general Energía de las masas Resumen 165 Capitulo 9. Movimiento Lineal y Choques Momento lineal e impulso Conservación del momento lineal de un sistema de dos partículas Choques (colisiones) Choques en una dimensión Choques bidimensionales Centro de masa Movimiento de un sistema de partículas Propulsión de cohetes Resumen 193 Capitulo 10. Rotación de un Cuerpo Rígido Alrededor de un Eje Fijo Velocidad y aceleración angulares Cinemática de la rotación: movimiento de rotación con aceleración 202 angular constante Relaciones ente las cantidades angulares y lineales Energía cinética de la rotación Cálculos de momentos de inercia de cuerpos rígidos Momentos de torsión 210

3 10.7. Relación entre el momento de torsión y la aceleración angular Trabajo y energía en el movimiento de rotación Resumen 217 Capitulo 11. Momento Angular y Momento de Torsión como 223 Cantidades Vectoriales Elo producto vectorial y el momento de torsión Momento angular de una partícula Momento angular y momento de torsión de un sistema de partículas Conservación del momento angular Movimiento del giroscopio y trompos Movimiento por rodadura de un cuerpo rígido El momento angular como una cantidad fundamental Resumen 241 Capitulo 12. Equilibrio Estático de un Cuerpo Rígido Condiciones de equilibrio de un cuerpo rígido Centro de gravedad Ejemplos de cuerpos rígidos en equilibrio estático Resumen 257 Capitulo 13. Movimiento Oscilatorio Movimiento armónico simple Masa sujeta a un resorte Energía del oscilador armónico simple El péndulo Comparación del movimiento simple con el movimiento circular 278 uniforme Oscilaciones amortiguadas Oscilaciones forzadas Resumen 283 * Capitulo 14. Ley de la Gravitación Universal Leyes de Kepler Ley de la gravitación universal y el movimiento de los planetas Campo gravitacional Energía potencial gravitacional Consideraciones respecto a la energía en movimiento planetario y 299 de los satélites Fuerza gravitacional entre un cuerpo y una partícula Fuerza gravitacional entre una partícula y una masa esférica Deducción del efecto gravitacional de una distribución esférica de 305 masa Resumen 307 Capitulo 15. Mecánica de los Sólidos y los Fluidos Estado de la materia Propiedades elásticas de los sólidos Densidad y presión Variación de la presión con la profundidad Mediciones de la presión Fuerzas de empuje y el principio de Arquímedes Dinámica de los fluidos y la ecuación de Bernoulli 323

4 15.8. Otras aplicaciones de la ecuación de Bernoulli Energía del viento Resumen 330 Capitulo 16. Temperatura, Dilatación Térmica y gases Ideales Temperatura y la ley cero de la termodinámica Termómetros y escalas de temperatura El Termómetro de gas a volumen constante y la escala Kelvin Escalas de temperaturas Celsius, Fahrenheit y Rankine Dilatación térmica de sólidos y líquidos Descripción macroscópica de un gas ideal Resumen 348 Capitulo 17. Calor y la Primera Ley de la Termodinámica Calor y energía térmica Capacidad calorífica y calor específico Calor latente Transferencia de calor Equivalente mecánico del calor Trabajo y calor en los procesos termodinámicos Primera ley de la termodinámica Algunas aplicaciones de la primera ley de la termodinámica Resumen 371 Capitulo 18. Teórica Cinética de los Gases Modelo molecular para la presión de un gas ideal Interpretación molecular de la temperatura Capacidad calorífica de un gas ideal Proceso adiabático para un gas ideal Equipartición de la energía Distribución de las velocidades moleculares Trayectoria libre media Ecuación de estado de van der Waals Resumen 395 Capitulo 19. Máquinas Térmicas, Entropía y la Segunda Ley de la 400 Termodinámica Máquinas térmicas y la segunda ley de la termodinámica Procesos reversibles e irreversibles Máquina de Carnot Escala de temperatura absoluta El motor de gasolina Degradación de la energía Entropía Cambios en la entropía en los procesos irreversibles Conversión de la energía y contaminación térmica Resumen 418 Capitulo 20. Campos Eléctricos introducción Propiedades de las cargas eléctricas Aisladores y conductores Ley de Coulomb 428

5 20.5. El campo eléctrico Campo eléctrico de una distribución continua de carga 435