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245	1	0	_aFísica conceptual / _cPaul G. Hewitt.
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505	8	0	_aÁlbum fotográfico de Física conceptual xiv Para el estudiante xvi Para el instructor xvii Agradecimientos xxi 1 Acerca de la ciencia 2 1.1 Mediciones científicas 3 Cómo Eratóstenes midió el tamaño de la Tierra 3 Tamaño de la Luna 4 Distancia a la Luna 5 Distancia al Sol 6 Tamaño del Sol 7 Matemáticas: el lenguaje de la ciencia 8 1.2 Métodos científicos 8 La actitud cientí¬fica 8 1.3 Ciencia, arte y religión 12 PSEUDOCIENCIA 13 1.4 Ciencia y tecnología 14 VALORACIÓN DEL RIESGO 14 1.5 Física: la ciencia básica 15 1.6 En perspectiva 16 PARTE UNO Mecánica 19 2 Primera ley de Newton de movimiento: inercia 20 2.1 Aristóteles en movimiento 21 Copérnico y la Tierra en movimiento 22 ARISTÓTELES (384-322 a. C.) 23 2.2 Los experimentos de Galileo 23 La torre inclinada 23 Planos inclinados 23 GALILEO GALILEI (1564-1642) 24 2.3 Primera ley de Newton de movimiento 26 ENSAYO PERSONAL 27 2.4 Fuerza neta y vectores 28 Vectores de fuerza 29 2.5 La regla del equilibrio 30 PRACTICANDO LA FÍSICA 31 2.6 Fuerza de sostén 32 2.7 Equilibrio de cosas en movimiento 32 2.8 La Tierra en movimiento 33 3 Movimiento lineal 39 3.1 El movimiento es relativo 40 3.2 Rapidez 41 Rapidez instantánea 41 Rapidez promedio 41 3.3 Velocidad 42 Velocidad constante 43 Velocidad variable 43 3.4 Aceleración 43 Aceleración sobre los planos inclinados de Galileo 45 3.5 Caída libre 46 Qué tan rápido 46 Qué tan lejos 48 TIEMPO “DE VUELO” 50 Qué tan rápido cambia el “qué tan rápido” 50 3.6 Vectores de velocidad 51 4 Segunda ley de Newton de movimiento 57 4.1 La fuerza causa aceleración 58 4.2 Fricción 59 4.3 Masa y peso 61 La masa resiste la aceleración 63 4.4 Segunda ley de Newton de movimiento 63 4.5 Cuando la aceleración es g: caída libre 64 4.6 Cuando la aceleración es menor que g: caída no libre 65 5 Tercera ley de Newton de movimiento 74 5.1 Fuerzas e interacciones 75 5.2 Tercera ley de Newton de movimiento 76 Defi¬ne tu sistema 77 5.3 Acción y reacción sobre masas diferentes 79 PRACTICANDO LA FÍSICA: GUERRA DE JALAR LA SOGA 81 5.4 Vectores y la tercera ley 82 5.5 Resumen de las tres leyes de Newton 85 6 Cantidad de movimiento 90 6.1 Cantidad de movimiento 91 6.2 Impulso 92 6.3 El impulso cambia la cantidad de movimiento 93 Caso 1: Aumento de la cantidad de movimiento 93 Caso 2: Disminución de la cantidad de movimiento durante un tiempo prolongado 94 Caso 3: Disminución de la cantidad de movimiento durante un tiempo breve 94 6.4 Rebote 96 6.5 Conservación de la cantidad de movimiento 97 LEYES DE CONSERVACIÓN 98 6.6 Colisiones 99 6.7 Colisiones más complicadas 102 7 Energía 109 7.1 Trabajo 110 Potencia 112 Energía mecánica 113 7.2 Energía potencial 113 7.3 Energía cinética 114 7.4 Teorema trabajo-energía 115 7.5 Conservación de la energía 117 ENERGÍA Y TECNOLOGÍA 118 FÍSICA EN EL CIRCO 119 Energía reciclada 119 7.6 Máquinas 120 7.7 E ciencia 121 7.8 Fuentes de energía 123 CIENCIA BASURA 125 8 Movimiento rotacional 132 8.1 Movimiento circular 133 RUEDAS EN LOS FERROCARRILES 135 8.2 Inercia rotacional 136 8.3 Momento de torsión 139 8.4 Centro de masa y centro de gravedad 140 Ubicación del centro de gravedad 142 Estabilidad 143 8.5 Fuerza centrípeta 145 PRACTICANDO LA FÍSICA: BALANCEO DE CUBETA CON AGUA 146 8.6 Fuerza centrífuga 147 Fuerza centrífuga en un marco de referencia en rotación 147 Gravedad simulada 148 8.7 Cantidad de movimiento angular 150 8.8 Conservación de la cantidad de movimiento angular 151 9 Gravedad 160 9.1 La ley de gravitación universal 161 9.2 La constante de gravitación universal, G 163 9.3 Gravedad y distancia: la ley del inverso al cuadrado 164 9.4 Peso e ingravidez 166 9.5 Mareas oceánicas 167 Mareas en la tierra y la atmósfera 170 Abultamientos de marea en la Luna 170 9.6 Campos gravitacionales 170 Campo gravitacional en el interior de un planeta 171 Teoría de gravitación de Einstein 173 9.7 Agujeros negros 174 9.8 Gravitación universal 175 10 Movimiento de proyectiles y satélites 182 10.1 Movimiento de proyectiles 183 Proyectiles lanzados horizontalmente 184 Proyectiles lanzados en un ángulo 186 PRACTICANDO LA FÍSICA: CUENTAS COLGANTES PRÁCTICAS 187 NUEVA VISITA AL “TIEMPO DE VUELO” 190 10.2 Proyectiles con movimiento rápido: satélites 190 10.3 Órbitas satelitales circulares 192 10.4 Órbitas elípticas 194 MONITORIZACIÓN MUNDIAL VÍA SATÉLITE 195 10.5 Leyes de movimiento planetario de Kepler 196 CÓMO ENCONTRAR TU CAMINO 197 10.6 Conservación de energía y movimiento de satélites 197 10.7 Rapidez de escape 198 PARTE DOS Propiedades de la materia 207 11 La naturaleza atómica de la materia 208 11.1 La hipótesis atómica 209 LA CAÍDA DE ALICIA 210 11.2 Características de los átomos 210 11.3 Imágenes atómicas 212 11.4 Estructura atómica 213 Los elementos 214 11.5 La tabla periódica de los elementos 215 Tamaños relativos de los átomos 215 11.6 Isótopos 218 11.7 Compuestos y mezclas 219 11.8 Moléculas 220 11.9 Antimateria 221 Materia oscura 222 12 Sólidos 226 12.1 Estructura cristalina 227 EL PODER DE LOS CRISTALES 229 12.2 Densidad 229 12.3 Elasticidad 230 12.4 Tensión y compresión 232 PRACTICANDO LA FÍSICA: FUERZA DE LAS VARAS 233 12.5 Arcos 234 FABRICACIÓN ADITIVA O IMPRESIÓN 3D 235 12.6 Escalamiento 236 13 Líquidos 244 13.1 Presión 245 13.2 Presión de un líquido 246 13.3 Flotabilidad 249 13.4 Principio de Arquímedes 250 13.5 ¿Qué hace que un objeto se hunda o fl¬ote? 251 13.6 Flotación 253 MONTAÑAS FLOTANTES 254 13.7 Principio de Pascal 255 13.8 Tensión superficial 257 13.9 Capilaridad 258 14 Gases 264 14.1 La atmósfera 265 14.2 Presión atmosférica 266 El barómetro 268 14.3 Ley de Boyle 270 14.4 Flotabilidad del aire 271 14.5 El principio de Bernoulli 272 Aplicaciones del principio de Bernoulli 274 PRACTICANDO LA FÍSICA 275 14.6 Plasma 276 Plasma en el mundo cotidiano 276 Electricidad plasmática 277 PARTE TRES Calor 283 15 Temperatura, calor y expansión 284 15.1 Temperatura 285 15.2 Calor 287 Medición del calor 289 15.3 Capacidad calorífica específica 289 15.4 La alta capacidad calorífica específica del agua 290 15.5 Expansión térmica 291 Expansión del agua 293 VIDA EN LOS EXTREMOS 295 16 Transferencia de calor 302 16.1 Conducción 303 16.2 Convección 304 PRACTICANDO LA FÍSICA 307 16.3 Radiación 307 Emisión de energía radiante 308 Absorción de energía radiante 309 Reflexión de energía radiante 310 Enfriamiento en la noche mediante radiación 310 16.4 Ley de Newton de enfriamiento 311 16.5 El efecto invernadero 312 16.6 Cambio climático 313 16.7 Energía solar 314 PRACTICANDO LA FÍSICA 315 16.8 Cómo controlar la transferencia de calor 315 17 Cambio de fase 320 17.1 Fases de la materia 321 17.2 Evaporación 321 17.3 Condensación 323 Condensación en la atmósfera 324 La niebla y las nubes 325 17.4 Ebullición 325 Géiseres 326 La ebullición es un proceso de enfriamiento 326 Ebullición y congelación al mismo tiempo 327 17.5 Fusión y congelación 327 Rehielo 328 17.6 Energía y cambios de fase 328 PRACTICANDO LA FÍSICA 332 18 Termodinámica 336 18.1 Termodinámica 337 18.2 El cero absoluto 337 Energía interna 339 18.3 La primera ley de la termodinámica 339 18.4 Procesos adiabáticos 341 18.5 La meteorología y la primera ley 341 18.6 La segunda ley de la termodinámica 344 Máquinas térmicas 344 ¡ESCENIFICACIÓN DE LA TERMODINÁMICA! 346 18.7 La energía tiende a dispersarse 347 18.8 Entropía 349 PARTE CUATRO Sonido 355 19 Vibraciones y ondas 356 19.1 Buenas vibraciones 357 Vibración de un péndulo 358 19.2 Descripción de ondas 358 19.3 Movimiento ondulatorio 360 PRACTICANDO LA FÍSICA 361 Ondas transversales 361 Ondas longitudinales 361 19.4 Rapidez de ondas 362 19.5 Interferencia de ondas 363 Ondas estacionarias 364 19.6 Efecto Doppler 365 19.7 Ondas de proa 367 19.8 Ondas de choque 367 20 Sonido 374 20.1 La naturaleza del sonido 375 Origen del sonido 375 Medios que transmiten el sonido 376 20.2 El sonido en el aire 376 BOCINA 378 Rapidez del sonido en el aire 378 PRACTICANDO LA FÍSICA 379 Energía en ondas sonoras 379 20.3 Refl¬exión del sonido 379 20.4 Refracción del sonido 380 20.5 Vibraciones forzadas 382 Frecuencia natural 382 20.6 Resonancia 382 20.7 Interferencia 384 20.8 Batimientos 385 TRANSMISIONES DE RADIO 386 21 Sonidos musicales 391 21.1 Ruido y música 392 21.2 Altura 393 21.3 Intensidad del sonido y sonoridad 394 21.4 Calidad 395 21.5 Instrumentos musicales 396 21.6 Análisis de Fourier 397 21.7 De analógico a digital 399 PARTE CINCO Electricidad y magnetismo 405 22 Electrostática 406 22.1 Electricidad 407 Fuerzas eléctricas 408 22.2 Cargas eléctricas 408 22.3 Conservación de la carga 409 TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA Y CHISPAS 410 22.4 Ley de Coulomb 411 22.5 Conductores y aislantes 412 Semiconductores 412 Superconductores 413 22.6 Carga 413 Carga mediante fricción y contacto 413 Carga por inducción 414 22.7 Polarización de la carga 416 22.8 Campo eléctrico 417 HORNO DE MICROONDAS 418 Blindaje eléctrico 419 22.9 Potencial eléctrico 421 Almacenamiento de energía eléctrica 423 Generador Van de Graaff 424 23 Corriente eléctrica 430 23.1 Flujo de carga y corriente eléctrica 431 23.2 Fuentes de voltaje 432 23.3 Resistencia eléctrica 433 23.4 La ley de Ohm 434 La ley de Ohm y el choque eléctrico 435 23.5 Corriente directa y corriente alterna 437 Conversión de CA a CD 437 23.6 Rapidez y fuente de los electrones en un circuito 438 23.7 Potencia eléctrica 440 23.8 Lámparas 441 23.9 Circuitos eléctricos 441 Circuitos en serie 442 CELDAS DE COMBUSTIBLE 442 Circuitos en paralelo 443 Circuitos en paralelo y sobrecarga 445 Fusibles de seguridad 445 24 Magnetismo 452 24.1 Magnetismo 453 24.2 Polos magnéticos 454 24.3 Campos magnéticos 455 24.4 Dominios magnéticos 456 24.5 Corrientes eléctricas y campos magnéticos 458 PRACTICANDO LA FÍSICA 458 24.6 Electroimanes 459 Electroimanes superconductores 459 24.7 Fuerzas magnéticas 460 Sobre las partículas cargadas en movimiento 460 Sobre los alambres portadores de corriente 460 Medidores eléctricos 461 Motores eléctricos 462 24.8 El campo magnético de la Tierra 462 Rayos cósmicos 464 24.9 Biomagnetismo 465 IRM: IMÁGENES POR RESONANCIA MAGNÉTICA 465 25 Inducción electromagnética 469 25.1 Inducción electromagnética 470 25.2 Ley de Faraday 472 25.3 Generadores y corriente alterna 473 25.4 Producción de potencia 474 Potencia de turbogenerador 474 Potencia MHD 475 25.5 Transformadores 475 25.6 Autoinducción 478 25.7 Transmisión de potencia 479 25.8 Inducción de campo 479 PARTE SEIS Luz 485 26 Propiedades de la luz 486 26.1 Ondas electromagnéticas 488 26.2 Velocidad de una onda electromagnética 488 26.3 El espectro electromagnético 489 ANTENAS FRACTALES 490 26.4 Materiales transparentes 491 26.5 Materiales opacos 493 Sombras 494 26.6 Viendo la luz: el ojo 496 27 Color 504 27.1 Color en el mundo 505 27.2 Reflexión selectiva 505 27.3 Transmisión selectiva 507 27.4 Mezcla de luces de colores 507 Colores primarios 508 Colores complementarios 509 27.5 Mezcla de pigmentos de colores 509 27.6 Por qué el cielo es azul 511 27.7 Por qué los atardeceres son rojos 512 PRACTICANDO LA FÍSICA 513 27.8 Por qué las nubes son blancas 514 27.9 Por qué el agua es azul verdoso 514 28 Reflexión y refracción 519 28.1 Reflexión 520 Principio del tiempo mínimo 520 28.2 La ley de reflexión 521 Espejos planos 522 Reflexión difusa 523 28.3 Refracción 524 Índice de refracción 526 Espejismos 526 28.4 La causa de la refracción 527 28.5 La dispersión y los arcoíris 529 28.6 Reflexión total interna 531 28.7 Lentes 533 Formación de imágenes por una lente 534 PRACTICANDO LA FÍSICA 535 28.8 Defectos en las lentes 537 29 Ondas de luz 544 29.1 Principio de Huygens 545 29.2 Difracción 547 29.3 Superposición e interferencia 549 29.4 Interferencia en películas delgadas 552 Interferencia en películas delgadas de un solo color 552 Colores de interferencia 553 PRACTICANDO LA FÍSICA 554 29.5 Polarización 555 Visualización tridimensional 557 29.6 Holografía 559 30 Emisión de luz 562 30.1 Emisión de luz 563 30.2 Excitación 564 30.3 Espectros de emisión 566 30.4 Incandescencia 567 30.5 Espectros de absorción 569 30.6 Fluorescencia 570 30.7 Fosforescencia 571 30.8 Lámparas 572 Lámpara incandescente 572 Lámpara fluorescente 572 Lámpara fluorescente compacta 573 Diodo emisor de luz 573 30.9 Láseres 574 31 Cuantos de luz 582 31.1 El nacimiento de la teoría cuántica 583 31.2 Cuantización y la constante de Planck 584 31.3 Efecto fotoeléctrico 585 31.4 Dualidad onda-partícula 588 31.5 Experimento de la doble rendija 588 31.6 Partículas como ondas: difracción de electrones 590 31.7 Principio de incertidumbre 592 31.8 Complementariedad 595 PREDICTIBILIDAD Y CAOS 596 PARTE SIETE Físicas atómica y nuclear 601 32 El átomo y el cuanto 602 32.1 Descubrimiento del núcleo atómico 603 32.2 Descubrimiento del electrón 604 32.3 Espectros atómicos: pistas para la estructura atómica 606 32.4 Modelo de Bohr del átomo 607 32.5 Explicación de los niveles de energía cuantizados: ondas de electrones 608 32.6 Mecánica cuántica 610 32.7 Principio de correspondencia 611 BOSÓN DE HIGGS 612 33 El núcleo atómico y la radiactividad 615 33.1 Los rayos X y la radiactividad 616 33.2 Rayos alfa, beta y gamma 617 33.3 Radiación ambiental 619 Unidades de radiación 619 Dosis de radiación 620 Trazadores radiactivos 621 33.4 El núcleo atómico y la fuerza fuerte 622 33.5 Vida media radiactiva 625 33.6 Detectores de radiación 626 33.7 Transmutación de elementos 628 Transmutación natural 628 Transmutación arti¬ficial 630 33.8 Datación radiométrica 630 IRRADIACIÓN DE ALIMENTOS 632 34 Fisión y fusión nucleares 637 34.1 Fisión nuclear 639 34.2 Reactores de fisión nuclear 641 PLUTONIO 643 34.3 El reactor reproductor 644 34.4 Energía eléctrica mediante fisión 644 34.5 Equivalencia masa-energía 645 FÍSICA EN LA SEGURIDAD AEROPORTUARIA 649 34.6 Fusión nuclear 649 34.7 Cómo controlar la fusión 652 PARTE OCHO Relatividad 657 35 Teoría de la relatividad especial 658 35.1 El movimiento es relativo 659 El experimento de Michelson y Morley 660 35.2 Postulados de la teoría de la relatividad especial 661 35.3 Simultaneidad 662 35.4 El espacio-tiempo y la dilatación del tiempo 663 LECTURA DEL TIEMPO DURANTE UN VIAJE EN TRANVÍA 667 El viaje del gemelo 668 35.5 Suma de velocidades 673 Viaje espacial 674 SALTOS CENTENARIOS 675 35.6 Contracción de la longitud 675 35.7 Cantidad de movimiento relativista 677 35.8 Masa, energía y E=mc² 678 35.9 Principio de correspondencia 680 36 Teoría de la relatividad general 686 36.1 Principio de equivalencia 687 36.2 Doblamiento de la luz por la gravedad 689 36.3 Gravedad y tiempo: corrimiento gravitacional al rojo 691 36.4 Gravedad y espacio: el movimiento de Mercurio 694 36.5 Gravedad, espacio y una nueva geometría 694 36.6 Ondas gravitacionales 696 36.7 Gravitación newtoniana y einsteiniana 697 Epílogo 701 APÉNDICE A Sobre la medición y la conversión de unidades 703 APÉNDICE B Más sobre el movimiento 709 APÉNDICE C Elaboración de gráficas 713 APÉNDICE D Aplicaciones de los vectores 716 APÉNDICE E Crecimiento exponencial y tiempo de duplicación 719 Respuestas a problemas con número impar S-1
650			_aFISICA
650			_aMECANICA
650			_aCALOR
650			_aSONIDO
650			_aELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
650			_aOPTICA
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650			_aTEORIA DE LA RELATIVIDAD
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