1. 1. www.freelibros.org
2. 2. fACTllES IE ClllllEISl611 IE lllllAIES Lonsitud 1m = IOOcm = lOOOmm trlnm 1km 1000 m = o.6214 mi 1 m = 1281 fi = 39.37 in 1cm 0.3937 in 1in 2540 cm 111 = 30,48 cm l 1d 91.44cm 1 mi = SlSO ft = 1.609 km t A 10-10 m a 10-1 IW'ft 1milla nutica =
3. 3. SIMULACIONES PhET (en ingls) mngncts 933 3.4 l..adybug Revolution, Motion in 20 87 29.2 Faradoy' Elec:tromagnotic Uib, Faraday's 5.2 lunar landet 146 Law.Genennor 962 53 Foroes lo 1 Dimenslo6. Fr:lclion. Tbc Rarup 149 31.J Circuit Construaioo Kit(AC+DC), 6.2 Tbc Ramp 181 Farudafs ElcctromBBOdC Lab 1031 6.J f.1olccuJar f.1oton, Sh'Cn:hing DNA 188 32.J RadioWavcs &: Electromagnccic: f'5clds 1061 7.J Tbe Rarup 222 32.s MiCl'OWDICS 1070 7.S EnergyState P:ttk 229 34.4 Geomelric 1131 9.J l.adybug Rcvolution 286 34.6 Color Vision 1142 10.6 Torq1>0 326 35.2 'ave lntcrfcrenoe 1168 12.J Bnlloons &. Buoyancy 380 36.2 wave lmetfetencc 1192 13.2 Lunar La.nder 406 38.1 Photoclectrk Etrcct 1262 13.4 MySolar Sytem 412 38.4 Fourkr. Making WavC/$, Qunntum WaYC 14.2 in lD 443 Incctfcrcncc 1274 14.J Masscs &: Springs 446 39.2 Dovissoc>-Oumer: Elcclron DiJiractlon 1287 14.S Peodulum Lab 453 39.2 Rulbcrford Sctlllt:rlng 1294 15.8 Fowicr: WaYcs, Waver. on a Slring 495 39.J Modc:ls ol' tbe H'lltog
4. 4. ACTIVIDADES ACTIVPHYSICS 0NLINE Cen ingls) e 11 7.6 """""""- 11 ll flok'-Cllllal PicW...fOrce 1.2 Aalii)"'ll'I Moc1oa. UtiO. . 1.1 llllad(DI) ILll Eleaml Poem1.i11 &eaelld PoeaW l.l 'PNCliCtq Modcn hnaOnp. 7.1 ......,..,,,.,.....,.,,,,._ 12.1 ocSoloa,,.. Mlgr.dlc: Rwce .....-ft l.1.1 Rww .....l- ow l"bQw""r'CAMlyi.il 1)6 _l>ow_,,_ 1 1.l - &4 ----"'- U.1 W.J Spectro.eter 2.1.J - .."""" ..., .... Dooil:1o. tu Vcl.;dySelcmw 1.1.4 s--.w. " ............ f.-u.-OKU. ll.9 -l.U c.- elllowf) U.lO MCJlliioMf c9 u U.,.O.. 1.1 "'"'"*"' ... -llLOttd 2.J ....-cftlaO. u -- M.2 n.aca.c.. 2.4 ......._"" 1.9 ............ M.3 n.eDr:hmOlJlllOJ 2.S Tnd,.0.111 .... -- UI ..............,,.....2.6 fWliilllll0W U,1 W.D 1..11 Adil;bmtit P'tOcl5t 1.U Total lmcmaJ Rdlmiorl 17 1.12 texto facilita alosestu detalle. de esolocin de problemas desafiantes. 1DI !O 8 formatode ldentifiY/Plantear/ ljecutar/fvaluar,apli:acloent0 Alolargodeltextose incluyenlotografas que muestran de laflsicaen situacionesreales,con especial lfasisen biomdicas ydeinters general. -----.......---1..--. . . - - -.- ....- ..............1_ _ ..,. _ --,_........,..,.._, ------"""""'"_.._ -------..._ ""_....,.,_.....-...,__,,..__.,_a..- .._ _ 4 _ _ _ _.... ...............-...- --..--...,..- __.._._,.._ .,_._.._..._......,,. --G.o------,__..._...__._,...___.___,.. --.----..--.... i2:"'...._ .,_ ,____ 1- 'F.::,:';-.,::::::.=:.- _..,....-.. ......,..._......._,.._,....._..._................ 1NUEVOI PhETy IUIDriales (en ingls) INUEVO!Demostraciones ytuloales envideoen Ingls Vid Para satisfa:cin de los estuciantesde las ciencias mdicas. 11.11 . tjctclclo21..l) IA llP"l;Q.I '24,.._..,. -'kUllllo .. dlllli)'....... Ladlulod.-o-H1H-N.-O..llO ._ ra-.Q,llO,..,......,..,w... ......a nbifll.--....Clllfttli...,11111111 wn l)lilatla..,.9'.Clll(lllif la ruc... . ,..,..tjc:cc ...._ la .,_.. lldli60 1-1 ''" eltal>agrega unnmero considerablede problemas tesadosen sillJaciones biolgicasybiomdicas. ,.....,aMcftW.F:111-.ci1 ckwdOii www.freelibros.org 13. M1Stf11ng 1 -....:;.- IV asterinsPhysics (en incls) es el sistem tutoal entlflco, de t.reas y de evaluacin m61 efectivo y utilludo, disponible en linea. www.m.-tengphysk::s.com t11uspreclisdia&s 1> rntalosbscati>s dd ioG!J irllyetareaspedl!i!Ndls ""amnel mall!rial (l)n unac:ombiiaciOn ptQbadade11JtlrialesyplOblemas defin decaplli>condlficuQd "81Jlada.la;prolesores pueden LM atastaieastalcomo se presentao bien, l>llllrlasrorroel punto inicialde tna modifi:acin. ---- ca - m ______ -----1----- ------------ .................. --- r -. ---- -.. __......._ ic::J - -.. ___ U. dt aPkaciones Todaslastaieassecalicalauiomkamemt. Blllmllea tl!ga clicsobreun po:>blemapara ronocer elpaso""sedificub masallJSalumnos, erdusolasrespuesias mas conunes bsre!U"1cbsdecada eapa C111 el piomeo na:ionaleo Eslados lhdosoCll1 sugrt4>0 anteror. ------mc:a - c-. -------- ---- - - _-==-" --- ---- - .._... e--=- ----- - - --- ... ... - ---- (1)11 c:icaones ElU pantalaleohecrundiagi"'""sllCD.....,.semwlen 11 modalodad desupielerencia.Con ianlD1o dar unsdodic. la gr.!ficapre;entaun resumen de bs problelllls iras daro'Jes.losestuciantesvulnerables. distribucindec.alaicacioneseinclusodelas irejorasen lascalificacionesduran!elcuoo. 1 www.freelibros.org 14. SOBRE LOS AUTORES Dugb O. Vouagcs proresor cm6itodef'isica enla Uni.'Cf'Sidad Caroegic: Mdkin. Curs sus estudios de liceociatu.ra y posgrado en esa institucin. donde obtuvo su doctorado en 1eoade pottlcui.s fundnmcnUlles bajo la direcCicln ms grnndo de la cul""" popll)ar). Aho 15. Al ESTIDIANTI CMO TRIUNFAR EN FSICA SI SE INTENTA DE VERDAD Mari< Dollabaagh NomWJndak Cortrn11111/ty Colleg La lblco e11udi4 lo grande y lo pequefto, lo viejo y lo nue>'O. e.uno diJclpllnn que .. ocupa dc una gran polc del mundo que no rodea, deldc loo 61on'" y las gala xi.as. haJll los cin::u.it05 cl6ctricos y la aerodinmica. Es probable que el lcclor tlgulcndo Clic curso de introduccin a b fbica. ba.ifldo en c:Ic41cukl. porq11e lo re- quicni para rmtcdu pos:tcriorcs qoe planee tomar en tu CWTCnt de dcnc:l.as o i acnicrll.. Su profesordelco que ostcdoprenda tlslca ype la upc:ricnoia: ldcm6s, tcndii m11eho inccrts en a)'ldarlo a aprcndc.:r esta fucintncc discipline, Porello. 11 prof'llboble que aprendo lo8 COOO:pl08 IOOs ni pkloque: quk:nu no So hicieron. porquo csutt famillnrfiado con el lcngu.aje do esta dlJclpUnn.. A.simiJmo, Ji tiene cstucli0$ avan7.adol de nwcnl1ia.1. comprender con 1nayur rapidez 10I IUJ>C(l()j mateaicos de la ffitca. Au.n .-1 uavicro un nivel adecun do de nucnl6liw. e.ncOl'llnr 6tllcs algunos lbrc>I 001no el de Arnold O. Pickar. PrtpOri"l/Ot Gt!n.trol Phy1lcs: M01lr Slc.IU DrU/1 and Ollt1ttU1tfW Htlp (Cakwlws Yr1lon), El po1iblic que su profesor asigno tattU de Cite repito de ma&cmJdca.s comoau:.Uio patasaprcndiu.je. Aprender 1 aprender - de laOCIOI 1leJ>e anesloliferen y ao medlopreerido ara liocerlo. Ellleoclor cl es el 18)'0 lo ayadad 1 cera... looupcclOI de fa llsl1ICll den prol'coor). .. 16. 11 O'.MlTRllN'AR EN FfS:CA SI SE INltNTA!E VERlAIJ Entiendo mejor el material si leo el libro antes o despPs de 18 clase? (Qu.ili aprenda mcjor1i revisa rpidamencecl nlatcrial, miste a clase y lacgo Ice con ms profundidad). Dedico el tiempo adeuado a estudiar f&ka? (Una regln prttica JXtm una clase de este tipo es dedicar. en promedio. 2..S boros de cstuctio fuero. delauJn porcada horadeclasecpe:reciba..Esto signifiaa.q11c paraun cursocon cincohorM dcdase prognunadas a la semana. debo destinar de 10 a semanales al csnadio do la flsica). Estudio ffsica diariatncdc'J (DUtribuya esas 10 ll IS horas a. lo largo de toda la scrnnnal). A qu hora estoy en rN mejormomentoKIJ'Q esrudiat ffsica? (Elija un horario especificodel dfa y respu:lo). Tmbio en un lugar tmnquilo c:n el que pueda n13ntc:ncr mi oonoe.ncrac:-in? distracciones rompern su rutina y harn que poraho aspcaos imponantcs). Trabajar con otros Es raro que IO$ cicntffiOOI$ e ingenieros trabajen aislados ullQIS de ottW; ms bien, tra- bajan de forma eooperutiva Aprllder MM fisica y ti prac:eso ser ms wneno si trabaja estudiantes. Tul vezalgunos profesores el QSO delnpren.. dizaje coopcrali'voo fncilitcn la fonoo.cin de gruposdeestudio. Es posibkque desee. o:msdtuiriu propio grupo informal de C$ludiocon mioOOros de su claseque vivan en su vecindnrio o l"C$Kleneia estudiantil.Si tiene acceso al oom:oelectrnico, sclo para estaret.1 OOl'll.0010 conJos dCIXI. Su grupo deeuudio ser un ex.oelen1e recurso cuan- dose prepare para los ..i!roenes. las clases y los apuntes Un faaor importante de cuaJqutor corso universitario es el de las clases. Es10 es ospccialrocrncdcrto en fsica. ya que scni !teeoentc que su procsor reaHoc demos unciones de prindp$os flskos, $lmu.laciooC$ porCQmputadora o que proyectevick:o$. Tcxboi ci;.las son actividades de aprendizaje que k> ll)'Udarfm a mmprender- los princi- pios bsloos de Ja fltlca No fmaida. El n10..hoslm...-paa l!lllleja unlhy1le1 (con fconot en eltexto Impreso). F.tm poderosas 5im1;1lacioncs pcnnitC'J'I al can&di.anric hKerut1.u111r produc- liYWncntecon lOI amo:ptos de: fisica que a.t apronhighcrcd.comfc). Pt.tasterlng.Pbysk'a(www.mMtcringpb)"k:s.oorn) c:t elsislcma de tare.id y cnscfta.n- 21 de ffsicn nm a.vanioOO. eficaz y de uso en el lllU.odo. Con ocho t()S de de- sarrollo, pone a disposicin de los proesores un rcpcnorio de probk:masde final de capllu1o probcldos cxtemivamcntc, osfcomo rutoria1cs cnriquoc:bu, Integrados por Yarios pas0$, qpe inoorporan varios tipos de l'C5pucstas, retroalimentacin sobre &os enortS y ayuda indvidwill?.eda(Jo que coonprO)'O y "'""'i'"CDladdo, dcmeMO fudame.nml para esta noc:v1 c.clci6ndeFtska tmiv07j1ariu de Saus y Zt.rmns:ty. Argentina lnstitJdo TttnoMgico tk B11nt01.Allw bl!CO. Rallo "*"'""'.Cito Siena Jorge Rcn Silla Sa111 Gare!a Gonmlez Vniwnlad !tfilillu NutWJ Grwuzda Jtliro Bau:Usta MC$ Uni..,.,idodl'ontlfiOriona ngel Snhl1N ConsocioArango Vsqucz Fredy Prez H6aor Lorduy Jobnson Oan.n Jos61."6n Juan Carlos Zapo!> Luis Alonso 8crna1 Luz A/da Sabogal Rosio Eltjaldc Rubn Arboledo Vlcz hpaa Uniwtnidadtk OJ'iedo SergioLu;s Palacios D!az P.1ohamod Routinguir.i Latosi Sltaoo Chiussi Mxico Distrito Federal lns.tilulo Aut6nomo dt ltfico Francisc:o Vtlla Ldpcz Crulos Olvem /futituto Tecr1ol6gicoy de Estudi S11ptriorfS tk Mt>nterrf.y Ctufl/HU San11r F< P6rd: lnstitulo Politlcnico A'itNull ESJME laar.tmca FemandoSucioSoocbe www.freelibros.org 23. UPIICS.4 Muro Hidalgo Agulfat l'. Rodolfo Estrada Guerrero FIWSIO Cervan! 24. 11 lfffAOO CurONAU PorftnoPfraCisDCl"OI UoiMti "-Id PellaSanlOS Domla.,06mctde laCru Nuevo len A.at6flo- N11no M Manuct 8nndo MQl'Q) Anwnio Mcndoza Guda N0 dt ca Menciono c.ano-11 Hwt M31*! e.....,Moralc$ liuliluto Tt (lf lvn &cu.lona Jorge Benedlcuo Jost Moood Marino '"'"'Cm'los U.Vldo Rareel 'Sgllc... UIMf-C-V..- Crisdaa MUlli Fr 25. UalrtrsWllll - """'""A-Apilet1 fJI- H"'nclc< M>rflTcraaCnaz PodroSalozar ReymcrRomtlO 111onwaFe- VklorBanb Vlc Samod OlnicoQ....,. u,.;_.,.,,- -An1Flrillu e.tosV""'cz c-.eo1onndlo DoqlaoMondatain f.4mt> Alomo Elram Fipcroe &1ebon lsasi Rodrlgua lllcl> ldler Jocinto Ucndo Jnimo Woog JcanPierre G.illi.nar ksds Pinedu Jolle Jobooy Joo6 lhl7 IAis Enlio 0llOTCIO R-C.SCI Rkl a.vtUorio Scrpo R.,.. lffFACIO u i www.freelibros.org 26. ull fffFACIO Agradecmentos Queremos agradecer a los ciemos derevisores yoolegm que bnn hecho oomeoulrios y gugerenciai invaluables dunlde la vida de este libro. El xJ10 continuo de Pfsic Utt;ver.ri1a,.iaiedc:bo engran medidaaSllS coneribucioncs. .6dwardAde.1$ob{OtUo R.alpb Alcxaader(Unfvmily otMii:sourl a1 Rolla). J. G. Atldt:noo. R. S. Ar.icler:5oo.. WIJ'DCAndenoo OiyCoOcte).AICI. A'l.ima (l.w:ing (l)i11m11nily Coiiegi:). Oilip C'ouu1!111nlyCollrqJe), ltarold ot Nonh Del:oca).Atuo Bam:U (Nonbeastcm Uoh"'lly). Jobo Batach ('Wlt'ldt.rtlllt Util'Miy). J. D. Blmu1. H. H. &ne-hallAlbm BarUca (Utlh"tl.rsiry ofCblotado). Maahall S.n1e11 (tiolllM U11ivcni11). P.ul Roum (CUNY. Collcp). frcdcrit.k Rccc:hc:lli (Univcnily orMichi111). R. BedMca., Dtt...;d Bmoum (UM1trd:yotN"e..da, Reno). U.V L Sae Uniwr:d(J). Robt:n Bocke (WWio Ricy Hatptt Colle@t). S. Botowitt,A. C. Bradcn. l.ames Broob{Bostoa Ut1i'Ymi1)'). NidlOlu E Brown {Califomia Pot)'tcc:hllic StaeUnivm:il)', Satl Wilc Tony Bufta(Clll:ifomi Pol)to:.ls'lk: Swc UnveQ.icy. San L.liJ Qtlifpo), A. Mir:hacl S&afiC Ualwrsly). Dwnc c.tmiy (Purdle: Unfw:n:ity). Ttoy Ca.ntr (UCLA). P. C.innidcl. Jolwl Ccmc(SUNY Buffalo).lim Orupp(Uflh1c,.., ofMichipt).SIDJ Oio O,.. Rodic. O,,llcp.}, Rogcr Cllpp (Univcn:ity ofSoutb Flodl). 'illilm M. Cloud miook Unh'OSily). LtOl'lfltd Cohda (Drtxel Unh'miry). W. l. Colct:r{Ut1ltnhyolTto$.. AUM.ia), t.talcotro D. Cole(UMmitJo( alRolla>-. H. Cootad. O.vid O>ok(l.awreaoc UtlaS.y). G->11Cool: orCOlorldo). Hll Cio J.eokh (NDl'lhCa'.llitll Siatt Robert Jobnsoo (UC SnaCnizj, LottllaJonu (Univmity oflltmois). John Klrcbct (OMJ Eoginceriag & lnstiu&e),lhom Kcil(WOfU:llcrPol)1Cchnic l:n&tutc). Rob01 Knicniier (C#rqie hkUon Unh-esht). Jc:in P. Krisch(Uniwnlly ofMldpo), RolxitA. Ktcwhout,A.ndrew Kwsi. (MatqocaeUbivmhy).Oio.dcs l..aoe(Beny College). TbomM N. lawrtnu(l'e:wSUleUnivcnky). Robet J, L.Atrr-ed l.cilncr PolJ'ICCbnie Un;..ca:ity). Oc:rald el..ich(De JWI Uni'-.::raiey). OQrdon Lind(lhah Sute Uni'1C7$.ily). S. Liv Elibu Lubkiri(Ut1i'ef'Il1o(WiKonlin. Ji,tllwallkee). RCiben Lu.lre(SobeSwe: UnMrsky). DcvSd Lyncb (Jov.-aSuue Ualve:islly). Midtacl 4's*(S., llt M,.,;a(l(d. J111u Mcgu"'(lIJ..cUlliversicy). L.awrcntoe ol ffldric ftc:alnJ(Csnep.Mellon Unives.y). Thorat (TCQlll Ak.1 UniveNity), A.Nh t.firnbe.IU(SL hli:r'S CoUrgie. Jmey). HtrbettMuttbs(S.U.N.Y_Stony 8rook). Jact. ti.tunsce (Caliomia Sute Loog Bc:cb). l.oreua> Nrduo:i (t>rcul Unh"tf'S.ity). o E NOc:(Pun;lue Uni''Cr$ly}.. D;rvidA, NO!dlil!J (U. S. Nin'll AQdcly). Re:nredid Oh Slllle URift:ISity), LO. Olun, Jiln hnndl(De:Vry lnUiturieofThnoloay). W. F. P2lf:s (lJah-cq,icy d:Mla!...,,),Roba< l'lulson (CalifomlaS,..Uoi,,..iy. otMissowi tll Roll->, Amold Petb111Mtcr (UniVtr5iiyorMi11Ui). Lennan (UnivcrUy of"F1orida).. R. J, (Un-mity oCbli:r.ulo. Roulder), R. Rooald Ptiling(Uni'Yl:nl1yol t.tlna.;sot11.). J. O. Poae:t. C. W. Ptici&(?..tllla111.lltiUm"w:11ity}.. FrMCil Proskr(Uciwrskyot H. Radin. R.obcno Rci.m (Drcxcl Unh''Tl.i'J}.. Miclw:I Rcipon(Anoc Atundd Commuoiry CoUcgc), R. Relnidr:,Jame, A. Ri.;hwdl., Jr.. John S. Ri)ctey(Nmth CnllrltStc Uch'Cl'JiCy). F111.na::r.c Rol (UllYelsltyofOillfomla. Sa.au 't L Rolmske. Ridwd Rocb(Eauemt.Ucbig:aft Unlversll}I). Catl ROl1e:r (Ulliw::rUy ofWe:Q VitPla').S.O.te Row1and(Andrcwa Utth'et5111). Rajlnhl Roy (Gcorgia lmtitutcorTcc.hnolop'). Rll&$Cll A. Roy(San11f'oe Onnmun-,. Collep). Obi"li Swdar SanAotonio). lkuocSthllm.ns (UC Sll!llaCn1i), Me:1Yin Sclrwwtt (St. JOhll'S Unlvm.lty). P. A. Scoa. L W.. SOl.gOO(lotlar, PauJ Sbaod (lhl-mkyotNonbom IO'li'8).Sun Shepberd (Pauylva S 1... St.. BNceS,,.,..ood(Clmqio hidlon Uni''0$.i.,-). HuhSiefkin 101117.SJ:wamitki ($)'l"llQ.IM! Uniwss.il1). c.Slic""-""""w.Sooiob (U.,,.,.y .r..-. Ma-.Son>b (Unlvmiy o(LD..itj. Rou Spcnccr (Brigblm Youag UllYt'Bky), Ju.licnSprou(UniveryolW"urllty SllJI:t(Bradlty UnSily). Ah:rtScwtnta(U.S. Acadcmy). Kmnem S1:pn-DtNl6CO Cbminuny Collqc), Ticrstcri (CUNY. CyCollcge). O.Vkl'lbot (Alfrcd Utrhmity). Ty&gi {Dfcxel Urd"Cl'liCy). F. 'k.rbrlc:, Hclmut (CanqieMdtoa Robdt: Wd:lb(1l::xM A.t: M). 'Jbotim (10111-aSuuUnlwnky). M. RIJSSeD Yt!br.(Petmytva.nla SUuetJnivc!Uy). Roben Wcllmt(MidwigaPTcduQl UnMuiui). Dtri Wbalcn(UC San Dttto). l.oterV, Whkney, lbomas Wiuina (Ptnnlyh'ril Saiec Univc.ra1). l)avWj W'lllcy(Uni'Cftilyol Pili.b!lrh. J.oluw,rwn). WiniltMS (Unl''Cnil'fol Utab). Jobo WillillntJ (Aubuttl Univeisy). Sta:nlty WUliam.s (lowas:t.e U.lllvmhy). Jade Willis.SIWilll'llC WiUls (Nonbem lllklols Uni'Ym:y). Roben WiJIOO(S Bcmardmo .lle7Qi(lqc), t.. WolfOtein. J-.:no 'ood (Nm &lcl:I Junior Coliq)e). l.o1111:D Woud Ho1151on). R. E. 'orfcy, D. H. 7...iebell (MtnlkleCommunily a.o.geo.2lm__, (Dco100 """""') Adems. ne.gustarla hacer algunos agradecimientos lndividuak:s. Quiero dar gracias de todo corazn a mis co&egasde Camegic en c.s-peci.uJ a los prcfcssfa de la tlsico y por w y dnimo duroixc la snparacin de tas edicionessooesi"asdeestelibro. TuJn.. bin e5-toyen dc.uda oon las muc:tM deCamcgie. que me ayudaron a aprc:ndcr lo que es 1a buena Ct1$Clia07ll y la c;orrecta escrituro. al indicwme lo quefuncionay lo que no.Siemprees un plaoc:r yun privilegioexpresarmi gnrtirud a mi esposa Alicc y n "'"""hlj-Os Grrco ymujeres sean bendodoo con on amor comod de ello.. -llD.Y. Me gusl.ll:ra agm.dca:r nmis cotc:gasdd pusado yel presente: en UCSB, incluyendo n Rob Oeller-. c.d 0-..IM. AJ NllSh, FJlsabeth Nlcol y fnltlCr Sl1S concribucioncs en los ejemplos; a Jason J.B, H:idow por la lcct1.1ra cuidadosa del ma- nusaico. y u Chandrikn P..iadbvon, Slevtn Le y Cindy Johnsn por mtlnkner d Rujo editorial y de prodlJCCln.Sobro todo. expttSomi gnr 28. www.freelibros.org 29. TABLA DE CONTENIDO MECANICA 5 APLICACIN DE LAS LEYES DE NEWTON 134 1 UNIDADF.S, CANTIDADF.S S. 1 Emplc:o de la primera ley de NCW1on: Fis!CAS Y VECTORES 1 PatcuJasenequillbrio 134 S.2 Emplc:ode lasegund:l leyde Ne1on: 1.1 u na1..alteocia 193 2.1 Desplazamiento, tiempo y ve&ocidad Re.sumen 196 modJa 36 Prcgunias/EjercicioslPIOblemas 197 2.2 Velocidad instanlllnea 38 2.3 Aceleracj6n m::dia ein$1antnea 42 7 ENERGA POTENCIAL 2.4 Movimientoconaceleracinconstante 46 Y CONSERVACIN 2.S Cuerpos en cada libro 52 DE LA ENERGA 207 2.6 Velocidad yposicin parintegrac6n 55 7.1 Energla po1eocial grovitaciooal 208 Resumen S8 Preguntas/Ejercicios/Problemas S9 7.2 Energa potencial clsricn 216 7.3 Fi.a::rnLSoonSc:rvativas y no conservativas 221 7.4 l'uena y ererga potencial 225 3 MOVTM!ENTO EN DOS O 1.S Diagrarres deenerga 228 EN TRES DIMENSJONF.S 69 Re.sumen 230 3.1 Vectoresde posicin y ''Clocidad 70 Prcgunlas/Ficmciosll'roblemas 231 3.2 El ...-ec1oraceleracin 72 3.3 Movimientode proyectiles 77 8 MOMENTO LINEAL, IMPULSO 3.4 Movimientoen crculo 85 Y COLJSTONF.S 241 3.5 Velocidad rela!h1l 88 Resumen 94 8.1 Momento lineal e impulso 241 Pn::guntaSIEjcrcicios/Problemas: 95 8.2 Conservacindel momcnt0 lineal 247 8.3 Consen-ac-iodel momento lincnl y choques 25J 4 8.4 Choques ehlsticos 255 LEYES DEL MOVIMIENTO 8.5 Centrode masn 258 DE NEWTON 104 8.6 Propulsindeuncohete 262 4.1 Fuenae interacciones 105 Resumen 266 4.2 Primeraleyde Newtoo 108 Prcgunias!EjercicioslPIOblemas 1!J7 4.3 Segimdnlcy de Ncw1on 112 4.4 Masa y peso 117 9 ROTACIN DE C UERPOS 4,5 Tercera ley de Newton 120 RGIDOS 278 4.6 Dia813masdecuerpo libre 124 Resumen 126 9.1 Velocic:hld yaceleracin angulares 278 Prcguntas/Ejcn:icios/Problemas 127 9.2 Rotacin con acelemcio angularcoosUtDte 283 www.freelibros.org 30. anf 1ll8l.A!E IXMCNIOO 9.3 Rdacioen11ecinem4ca y qular 2$5 13.6 lliAn'lludo... esricasde mua 18 9. Energa d movimierm de IOQCin 288 13.7 Fl:M>1pan:n1C y rotaci6n ICn.,, lft - do 63'ol raeotAI, IAJ 1an"*'8hllda el nate 80 ti -ID -.,,... hcnl1 L a rt.slca es uno de las ciencias mlis fundamc::nt.Blct, Loa dcntCfia>1 de 10 M IJtllrM'! ... ........_ OJ6eon be vector unll.wlot y cmo N U1d:Z_, con IN pw'8 dMcribt ....-. Dos bm da "1.1._,lc:W' l9Ct(Wtl, 1 www.freelibros.org 34. 2 CAPflUD 1 CMJ--y- 1 .1 Dos laboratom de in,utigacia. cr) Sc:gxlfodroo CoDider)eo Ginebm.. Suita,d .acclenid:lr dt prlltkul:as ads gr:andedt.Imutdo, se ma p1111 explorarJu patdculas mis pequeflo& y de la m:l.erla.. u muestna uo:i putede 1100 de J05 dci:ectorn UIC (obltn'e al 1nibajador la plataforma amai:ila). a) b) 1.1 la naturaleza de la ffsica La flslca es una ciencbL uperin1e-n1al. Los Cfsic:os obsttvan los noo11ales e lntcnton cncoa:ror los parrones que klS dcscben. Tales paa:ronca se denominan tcxrrias o. si estn muy bienC$t.ablccidof y$C usan ampliamente. leyeso princi-- pos fisicos. ClIUll ....... 11 ,..... ....,.... lkdr que um idea es ma ICOIl no implica que seu.te de umdivapcin o de WI c:oinptono comprobado.Mis bico. um tcoriacs umcspl.i- cacio de fenmenos ocuuralts bu3da to OOstrvadones y tll los pdndpi:i fundlmert.IJes act:tados.. Un ejemplo es 12 bien tstableclncs apropiadM rt$Ultados. La figura 1.1 fam0S&1 i.nsutladoocs c:x.pcrimcntaltS pum rcalhar cxperimcotos ffsic:m. Cw:nta la qw: Galileo Galilci (1S64-1642) dej ""'' objdOS ligoro< y pesados desde la Torre lncli,..do de Pisa (6guro 1.1a) iXI"' avaigWJrsi &os vdoci dadc5: de cakla c:n&n iguales o ditCrcnccs. Al los rcsululdos de ras experi- mentos (qoc en realidad fUcton mucho ns complejos de lo qoe la leyenda). dio e.Isalto indudiYO al principio. o ta tooa, de que la acdcraci6o de un cuerpoque cae es indcpc:ndicttede su peso. FJ desatrollo de teoras tlsiw oomo Ja de Galileo a menudo es un proceso fnd.i.. l'CICtO, oon callejonessinsolida. suposicionescrrocm y el ubondonodcteorias infruc- toosm: en favor de otnl$ ms promisorias. La fsica no es una mera de hechos y principkls; tambll es el proce30 que nos lleva a los principiQS gc:ncralc$ que describen d oompormmientodel univccso ffilico. Ninguna teorfo se oonsklcra oomo la verdad final o definitiva. Sicn1prcexiste la J- sibilidadde que noevas obsctvaciooesobUguena modificarla odesccharla. lnbcrcnceco 11&$ teorfu ficas. se encuentrad hecho dequt podemosdemostrar su falsedad eocon- Lrondo wmport.amk::nlos quc no sean oongruc:otcscon cU:LS,pero nttnat pocltcmos com- proOOrqueunateorasicmpreesoorrccta. VolvicDdo ron Gillleo. supongamos que dejamos caer una pluma y una bala de calk'in. Sin ducb. no caen a la mistrQ vclocidnd. 1-::.Sto no significa que Galileo estu- viera equivocado, sino que su tCOffa c:stuba incompleta. Si soltamos tales objecos tn tui t'aCfO para e.litninar k.s efc:s coo um Estrl.egi e.rpl/it pra mol 't:,. >roblemas. al final de caOO captulo se encucncrn un Problema prdako qac ll5a mlisde un oonQCf)l:oclavedd c:apd'tulo. RccomcnOOmos al lectorc:a,tlldiar nidamcntcesasestrategias y ejcmpl05, y rcsol'l(:f estos 41timQS p_)rsu cuenca. Se utiJizun diferenrcs t&.-nilema.{P:uselabom l-Oll Wy.urw kit.do tsd pipto-1 cuadricu.- lllUll la n$pf#Jla: la oon JU ettlnud6n y. si hay a.ltp;Jia dbcrq:oncia.rc"5e so Sisu etVita cx;prcsidn a)gcCnica. uqrac de q1e rt"pn::sedil retilmentc lo que puaritai sm YViabbaecomidtran coa 'f'lkl1ea can::moa..Pon. rtfercn- da.s fu:nmu. une DOca de cmlquicr respocm que ttprCSC: um caJ6. md de pardcubr lmpon:a.tw:;ia. Prei;!StleSI& cm., p.lti coasw uaa l'ei:ddA misaie.nicllll ond$ dlffcfl drl :rebtema que .....-..bl de it:SOh-er. ModelDI idealizadot Cotidianamente WMl:OS la palabro "'r:ooddo" paradesignar um rplica en miniatura. digamos. de un fcrrocarril, o paro referimos a una pc:sona que exlbe ropa (o que se sinella). En ffsjca. un moddoes uoo versin sin1plificadade unsistemaffsico demasiadocomplejo como para anaH-iarsc con todos sus pormenores. Por cjcmplo, supongatn0$ que nos int.crc:sa analimr el movi.mknto de WlS pcloca de b6.sbol 1"n2nda al aire (6gura Qu lun oomplielldo es el problcmo? La pelom no es pcrfecuuncrucesfrica(tiene Q.)5llra8) y giraconforme.viaja porel aire. El viento y lo rc:sistcocia del afectan su movimiento.d peso de la pcloca varia un pooo al a1mbi.ar su distancia con respecto al centro de la Ticrro. ekb.era. Si lmlamo5 de considerar todo esto. la oomplcjidad dd amlisb nos abrumar. En va de ello, acamos una si.mp1ifi