Física 1

La física es una ciencia dedicada a la comprensión de los fenómenos naturales que ocurren en el universo. El objetivo principal del estudio científico es desarrollar teorías físicas basadas en leyes fundamentales que permitan predecir los resultados de algunos experimentos. Las leyes de la física tratan de describir los resultados de observaciones experimentales y de mediciones cuantitativas de los procesos naturales.

Prólogo 15Capítulo 1Introducción al curso 17¿Qué es la física? 17Metodología de la física 17Partes de la física 18Magnitudes físicas: escalares y vectores 18Unidades. Sistema internacional de unidades 19Unidades fundamentales 19Unidades derivadas 20Prefijos comúnmente encontrados 20Conversión de unidades 21Factores de Conversión 21Análisis dimensional 21a) Verificación de una fórmula específica 21b) Desarrollo de ecuaciones 22c) Convertir un sistemaa de unidades a otro 22Cifras significativas 23Regla 1: Redondeo de un número 24Regla 2: Suma y resta 24Regla 3: Multiplicación y división 24Regla 4. Potencias y raíces 25Errores 25Error absoluto 25Error relativo 25Porcentaje de error 25Clasificación de errores 26ContenidoPropagación de errores 27a) Suma de dos o más variables 28b) Diferencia de dos variables 28c) Producto de dos o más variables 29d) Potencias y raíces 29e) Cocientes 30Precisión y exactitud 31Rango de error o incertidumbre 32Estimados y cálculos del orden de magnitud 32Modelos idealizados 33¿Cómo estudiar física? 34Preguntas y problemas 35Capítulo 2Movimiento rectilíneo 39Definición de partícula 39Concepto de movimiento 39Clasificación del movimiento 39Sistemas de referencia. Posición y desplazamiento 40Sistemas de referencia 40Vector posición 40Desplazamiento 41Trayectoria y ecuación horaria del movimiento 41Velocidad y rapidez 42Rapidez 42Derivadas de algunas funciones 44Velocidad 44Velocidad instantánea 44Aceleración 46Aceleración media 46Aceleración instantánea o simplemente aceleración 47Movimiento rectilíneo uniforme 48Movimiento rectilíneo uniformemente variado 49La ecuación de Torricelli 50Movimiento vertical con aceleración de la gravedad 52a) Caída libre 52b) Lanzamiento hacia arriba 52c) Lanzamiento hacia abajo 53Problema inverso - Cálculo integral 59Preguntas y problemas 66Capítulo 3Movimiento en un plano y en el espacio 71Movimiento circular 71Posición angular, q 71Velocidad angular, ? 71Aceleración angular, a 71Relación entre las magnitudes angulares y lineales 72Aceleración tangencial 72Hallar el desplazamiento angular a partir de la velocidad angular 72Hallar el cambio de velocidad angular a partir de la aceleración angular 72Movimiento circular uniforme 72Movimiento circular uniformemente acelerado (MCU) 73Componentes normal y tangencial de la aceleración 73Velocidad 73Aceleración 73Movimiento curvilíneo 78El radio de curvatura 79Movimiento parabólico 81Ecuación de la trayectoria 82Tiempo de vuelo 82El alcance horizontal 82La altura máxima 82Velocidad y aceleración relativas 90Movimiento relativo de traslación uniforme. La relatividad de Galileo 90Preguntas y problemas 99Capítulo 4Dinámica de una partícula 107Introducción 107El origen del movimiento 107¿Qué es fuerza? 108Cambio de velocidad 109Unidades de fuerza y masa 110Peso de un cuerpo 111Acción y reacción 111Aplicaciones de las Leyes de Newton 112Estática de las masas puntuales 112Dinámica con fricción despreciable 115Fricción 121Dinámica del movimiento circular 141Fuerza centrípeta 141Curvas en las pistas 147Curvas sin peraltar 147Curvas peraltadas sin rozamiento 148Curvas peraltadas con rozamiento 149Movimiento en marcos de referencia no inerciales 150Marco con movimiento de traslación no uniforme 150Marco de rotación 154Preguntas y problemas 156Capítulo 5Trabajo y energía 165Introducción 165Trabajo 165Energía cinética 168Sistemas conservativos y no conservativos 172La función energía potencial 173Conservación de la energía 175Sistemas no conservativos 183La conservación de la energía y la fricción 184Potencia 186Máquinas 188Preguntas y problemas 190Capítulo 6Sistema de partículas 199Introducción 199Sistema de partículas 199Segunda Ley de Newton aplicada a un sistema de partículas 199Centro de masa 200Movimiento del centro de masa 200Conservación de la cantidad de movimiento 204Sistema de referencia centro de masa 208Choques 209Casos de choque 210Movimiento con masa variable - propulsión por reacción 227Cantidad de movimiento angular y momento de una fuerza o torque 229Momento de inercia (I ) 229Momento de una fuerza o torque (t ? ) 229Conservación de la cantidad de movimiento angular 230Conservación de la cantidad de movimiento angular de un sistema de partículas 232Preguntas y problemas 237Capítulo 7Cuerpo rígido 247Introducción 247Movimiento de un cuerpo rígido 247Traslación 247Rotación 248Cantidad de movimiento angular. Momento de inercia de un cuerpo rígido 248Dos teoremas para el cálculo del momento de inercia 249I) El teorema de Steiner o de los ejes paralelos 249II) El teorema de la figura plana 249Segunda ley de Newton para rotación 252Equilibrio estático 259Trabajo y energía en rotación 268Potencia 269Traslaciones y rotaciones combinadas 277Conservación de la cantidad de movimiento angular 292Giróscopos y trompos - movimiento de precesión 303Preguntas y problemas 305