Prefacio X1l1 Capítulo 5 .Momento de torsión yequilibrio rotacional 93

Condiciones de equilibrio 94El brazo de.palanca 95Momento de torsión 96Momento de torsión resultante 99

Equilibrio 100Centro de gravedad 72

Mecánica-"""",,,

Capítulo 1 Introducción 11.1 ¿Quées la física? 21.2 ¿Qué importancia tienen las matemáticas? 31.3 ¿Cómo estudiar física? 3

Capítulo 2 Matemáticas técnicas2.1 Números con signo 72.2 Repaso de álgebra 102.3 Exponentes y radicales (optativo)2.4 Solución a ecuaciones cuadráticas2.5 Notación científica 162.6 Gráficas 182.7 Geometría 19

2.8 Trigonometría del triángulorectángulo 22

Capítulo 4 Equilibrio traslacional yfricción 68

Primera ley de Newton 69Segunda ley de Newton 69Tercera ley de Newton 70Equilibrio 71Diagramas de cuerpo libre 72Solución de problemas de equilibrio 75Fricción 79

Capítulo 3

3.13.23.33.43.53.63.73.8

3.93.103.113.12

3.13

3.14

4.14.24.34.44.54.64.7

viii

Capítulo 6 Aceleración uniforme 1116.1 Rapidezy velocidad 1126.2 Aceleración 1136.3 Movimiento uniformemente

acelerado 114Otras relaciones útiles 116

Resolución de problemas deaceleración 117

Convención de signos en problemas deaceleración 119

Gravedad y cuerpos en caída libre 121Movimientode proyectiles 126Proyección horizontal 126El problema general de lastrayectorias 129

Capítulo 7 Segunda ley de Newton 1377.1 Segunda ley de Newton sobre el

movimiento 138

Relación entre peso y masa 140Aplicación de la segunda ley de Newtona problemas de un solo cuerpo 143Técnicas para resolver problemas 145Resolución de problemas deaceleración 117

Convención de signos en problemas deaceleración 119

Gravedad y cuerpos en caída libre 121Movimiento de proyectiles 126Proyección horizontal 126El problema general de lastrayectorias 129

5.15.25.35.45.55.6

6

1215

6.46.5

6.6

Mediciones técnicas yvectores 34

Cantidades físicas 35El Sistema Internacional 36

Medición de longitud y tiempo 12Cifras significativas 39Instrumentos de medición 41Conversión de unidades 42

Cantidades vectoriales y escalares 45Suma o adición de vectores por métodosgráficos 47Fuerza y vectores 49La fuerza resultante 51

Trigonometría y vectores 52El método de las componentes para lasuma o adición de vectores 55Notación de vectores unitarios(opcional) 16Resta o sustracción de vectores 61

6.76.86.96.10

7.27.3

7.47.5

7.6

7.77.87.97.10

Capítulo 8 Trabajo, energía ypotencia 157

Trabajo 158Trabajo resultante 159Energía 161Trabajo y energía cinética

8.18.28.38.4 162

-Contenido ix

Capítulo 13 Elasticidad 26513.1 Propiedades elásticas de la materia

266

Módulo de Young 268Módulo de Corte 271

Elasticidad de volumen; módulovolumétrico 272

Otras propiedades físicas de losmetales 273

8.58.68.78.8

Energía potencial 165Conservación de energía 166Energía y fuerzas de fricción 168Potencia 171 13.2

13.313.4Capítulo 9 Impulso y cantidad de

movimiento 179Impulso y cantidad de movimiento 180Ley de la conservación de la cantidad demovimiento 182

Choques elásticos e inelásticos 185

13.59.19.2

Capítulo 14 Movimiento armónicosimple 279

Movimiento periódico 280La segunda ley de Newton y laley de Hooke 283Trabajo y energía en el movimientoarmónico simple 284El círculo de referencia y el movimientoarmónico simple 286Velocidad en el movimiento armónico

simple 287Aceleración en el movimiento armónicosimple 289El periodo y la frecuencia 291El péndulo simple 293El péndulo de torsión 294

9.3

14.114.2

Capítulo 10 Movimiento circularuniforme 196

10.110.210.310.410.510.610.710.810.910.10

Movimiento en una trayectoria circular 197Aceleración centrípeta 197Fuerza centrípeta 200Peralte de curvas 201

El péndulo cónico 204Movimiento en un círculo vertical 205Gravitación 207

El campo gravitacional y el peso 209Satélites en órbitas circulares 210

Leyes de Kepler 213

14.3

14.4

14.5

14.6

14.714.814.9

Capítulo 11 Rotación de cuerposrígidos 220

Desplazamiento angular 221Velocidad angular 223Aceleración angular 224Relación entre los movimientos rotacionaly rectilíneo 226Energía cinética rotacional: momento deinercia 227

La segunda ley del movimiento en larotación 229

Trabajo y potencia rotacionales 232Rotación y traslación combinadas 233Cantidad de movimiento angular 235Conservación de la cantidad de

movi!lliento angular 236

Capítulo 15 Fluidos 30115.1 Densidad 30215.2 Presión 30415.3 Presión del fluido 305

15.4 Medición de la presión 30815.5 La prensa hidráulica 31015.6 Principio de Arquímedes 31115.7 Flujo de fluidos 31515.8 Presión y velocidad 31715.9 Ecuación de Bernoulli 318

15.10 Aplicaciones de la ecuación deBernoulli 320

11.111.211.311.4

11.5

11.6

11.711.811.911.10

Termodinámica,

ondas mecánicas ysonido

Capítulo 16 Temperatura ydilatación 329

Capítulo 12 Máquinas simples 24512.1 Máquinas simples y eficiencia 24612.2 Ventaja mecánica 24712.3 La palanca 24912.4 Aplicaciones del principio de la palanca

250La transmisión del momento de torsión 253

El plano inclinado 255Aplicaciones del plano inclinado 258

16.116.216.316.416.5

Temperatura y energía térmica 330La medición de la temperatura 331El termómetro de gas 335La escala de temperatura absoluta 336Dilatación lineal 338

12.512.612.7

x

16.616.716.8

Contenido

Di]atación superficial 341Di]atación vo1umétrica 342

La dilatación anómala de] agua 344

Capítulo 17 Cantidad de calor 35017.] E] significado de] calor 35117.2 La cantidad de calor 351

17.3 Capacidad de calor específico 353]7.4 La medición del calor 35517.5 Cambio de fase 35817.6 Calor de combustión 364

Capítulo 18 Transferenciade calor 369

18.1

18.218.318.4]8.5

Métodos de transferenciade calor 370Conducción 371Ais]amiento: e] valor R 374Convección 375Radiación 376

Capítulo 19 Propiedades térmicas dela materia 383

19.1

19.219.319.419.519.6]9.719.819.9]9.10

Gases ideales, ley de Boyle yley de Charles 384

Ley de Gay-Lussac 386Leyes generales de los gases 387Masa molecu]ar y mol 389La ley del gas ideal 391Licuefacción de un gas 392Vaporización 393Presión de vapor 394Punto triple 396Humedad 397

Capítulo 20 Termodinámica 40320.1 Calor y trabajo 40420.2 Función de la energía interna 40520.3 Primera ley de la termodinámica 40620.4 Procesos isobáricos

y el diagrama P-V 407

Caso genera] para laprimera ley 409Procesos adiabáticos 410Procesos isocóricos 411Proceso isotérmico 412

Segunda ley de latermodinámica 412

20.5

20.620.720.820.9

~-

20.1020.1120.1220.13

Capítulo 21

21.121.221.321.4

21.521.621.721.8

Ciclo de Carnot 414

La eficiencia de una máquina ideal 415Máquinas de combustión interna 416Refrigeración 418

Movimiento

ondulatorio 426Ondas mecánicas" 427

Tipos de ondas 427Cálculo de la rapidez de onda 428Movimiento ondulatorioperiódico 429Energía de una onda partícula 431Principio de superposición 433Ondas estacionarias 434Frecuencias características 435

Capítulo 22 Sonido 44122.1 Producción de una onda sonora 44222.2 La velocidad de] sonido 44322.3 Vibración de columnas de aire 445

22.4 Vibración forzada y resonancia 44822.5 Ondas sonoras audible s 44822.6 Tono y timbre 45222.7 Interferencia y pulsaciones 45322.8 El efecto Doppler 454

Electricidad,magnetismoy óptica

Capítulo 23 La fuerza eléctrica 46323.1 La cargaeléctrica 46423.2 E] electrón 466

23.3 Aislantesy conductores 46723.4 El electroscopiode hoja de oro 46723.5 Redistribuciónde ]a carga 46923.6 Cargapor inducción 46923.7 Ley de Coulomb 470

Capítulo 24 El campoeléctrico 478

24.124.2

24.324.424.5

El concepto de campo 479Cálculo de la intensidad de campoeléctrico 482

Líneas de campo eléctrico 485La ley de Gauss 386Ap]icaciones de la ley de Gauss 388

,_..r

-Contenido xi

Capítulo 25 Potencial eléctrico 49625.1 Energía potencial eléctrica 49725.2 Cálculo de la energía potencial 49925.3 Potencial 501

25.4 Diferencia de potencial 50425.5 Experimento de Millikan de la gota de

aceite 506El electrón volt 507

29.7 Fuerza sobre un conductor por el quecircula una corriente 577

Campo magnético de un conductor largoy recto 578Otros campos magnéticos 580Histéresis 581

29.8

29.929.10

Capítulo 30 Fuerzas y momentosde torsión en un campomagnético 589

Fuerza y momento de torsión en unaespira 590Momento de torsión magnético sobreun solenoide 592

El galvanómetro 592El voltímetro de cc 593

El amperímetro de cc 594El motor decc 595

25.6

Capítulo 26 Capacitancia 51226.1 Limitaciones al cargar un conductor 51326.2 El capacitor 51526.3 Cálculo de la capacitancia 51726.4 Constante dieléctrica; permitividad 51926.5 Capacitores en paralelo y en serie 52326.6 Energíade un capacitorcargado 526

30.1

30.2

30.330.430.530.6

Capítulo 27 Corriente y resistencia27.1 El movimiento de la carga eléctrica27.2 La dirección de la corriente eléctrica27.3 Fuerza electromotriz 535

27.4 Ley de Ohm; resistencia 53727.5 Potencia eléctrica y

pérdida de calor 539Resistividad 540

Coeficiente de temperatura dela resistencia 541

Superconductividad 542

532533535 Capítulo 31 Inducción

electromagnética 601Ley de Faraday 602Fem inducida por un conductor enmovimiento 605

Ley de Lenz 606El generador de ca 607El generador de cc 611Fuerza electromotriz en un motor 611

Tipos de motores 612El transformador 614

31.131.2

31.331.431.531.631.731.8

27.627.7

27.8

Capítulo 28 Circuitos de corrientecontinua 548

Circuitos simples;resistores en serie 549

Resistores en paralelo 551Fem inducida y diferencia de potencialterminal 554Medición de la resistencia interna 555Inversión de la corriente a través de unafuente Fem 556

Leyes de Kirchhoff 557

Capítulo 32 Circuitos de corrientealterna 622

El capacitor 623El inductor 626Corrientes alternas 628Relación de fase en circuitos de ca 629Reactancia 631Circuitos en serie de ca 632Resonancia 634

El factorde potencia 635

28.1

28.228.3

32.132.2

32.3

32.432.532.632.7

32.8

28.428.5

28.6

Capítulo 29 Magnetismo y campomagnético 567

Magnetism~ 568Campos magnéticos 570La teoría moderna del magnetismo 570Densidad de flujo y permeabilidad 571Campo magnético ycorriente eléctrica 574

Fuerza sobre una carga enmovimiento 574

Capítulo 33 Luz e iluminación 64233.1 ¿Quées la luz? 64333.2 Propagación de la luz 64533.3 Espectro electromagnético 64733.4 La teoría cuántica 648

33.5 Rayos de luz y sombras 64933.6 Flujo luminoso 65133.7 Intensidad luminosa 65333.8 Iluminación 654

29.129.229.329.429.5

29.6

xii Contenido

Capítulo 34 Reflexión y espejos34.] Las leyes de ]a reflexión 662

34.2 Espejos planos 66434.3 Espejos esféricos 66534.4 Imágenes formadas por espejos

esféricos 667

La ecuación del espejo 669Amp]ificación 67]Aberración esférica 673

34.5

34.634.7

661

Capítulo 35 Refracción 67835.1 Índice de refracción 679

35.2 Leyes de refracción 68035.3 Longitud de onda y refracción 68335.4 Dispersión 68535.5 Refracción interna total 685

35.6 Fibras ópticas y aplicaciones 68735.7 ¿Es ]0 mismo ver que creer? 68935.8 Profundidad aparente 690

Capítulo 36 Lentes e instrumentosópticos 696

Lentes simples 697Longitud focal y la ecuación delfabricante de lentes 698

Formación de imágenes mediantelentes delgadas 701La ecuación de las lentes yel aumento 703

Combinaciones de lentes 705

El microscopio compuesto 706Telescopio 708Aberraciones de las lentes 708

36.]

36.2

36.3

36.4

36.5

36.636.736.8

Capítulo 37 Interferencia, difracción ypolarización 714

Difracción 715

Experimento de Young:interferencia 715La red de difracción 719Poder de resolución de instrumentos 721Polarización 724

37.137.2

37.337.437.5

Física moderna

Capítulo 38 La física moderna yel átomo 731

Relatividad 732Eventossimultáneos: la relatividad del

tiempo 733 ..Longitud, masa y tiemporelativistas 734

Masa y energía 737Teoría cuántica y el efecto fotoeléctri-co 739

Ondas y partículas 740El átomo de Rutherford 742Órbitaselectrónicas 742

Espectro atómico 743El átomo de Bohr 745

Nivelesde energía 747Láser y luz láser 750Teoría atómica moderna 75]

38.138.2

38.3

38.438.5

38.638.738.838.938.1038.1138.]238.13

Capítulo 39 La física nuclear yel núcleo 757

E] núcleo atómico 758Los elementos 759La UnidaddeMasaAtómica 761

Isótopos 764Defectode masa y energíadeenlace 766Radiactividad 769Decaimiento radiactivo 770 \Vida media 771Reacciones nucleares 773Fisión nuclear 774Reactores nucleares 775Fusión nuclear 777

39.139.239.339.439.5

39.639.739.839.939.1039.1139.12

índice 1-1

Manual de uso de HP 50G M-1