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  1. Prefacio
  2. Mecánica
    1. 1 Unidades y medidas
      1. Introducción
      2. 1.1 El alcance y la escala de la Física
      3. 1.2 Unidades y estándares
      4. 1.3 Conversión de unidades
      5. 1.4 Análisis dimensional
      6. 1.5 Estimaciones y cálculos de Fermi
      7. 1.6 Cifras significativas
      8. 1.7 Resolver problemas de física
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    2. 2 Vectores
      1. Introducción
      2. 2.1 Escalares y vectores
      3. 2.2 Sistemas de coordenadas y componentes de un vector
      4. 2.3 Álgebra de vectores
      5. 2.4 Productos de los vectores
      6. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    3. 3 Movimiento rectilíneo
      1. Introducción
      2. 3.1 Posición, desplazamiento y velocidad media
      3. 3.2 Velocidad y rapidez instantáneas
      4. 3.3 Aceleración media e instantánea
      5. 3.4 Movimiento con aceleración constante
      6. 3.5 Caída libre
      7. 3.6 Calcular la velocidad y el desplazamiento a partir de la aceleración
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    4. 4 Movimiento en dos y tres dimensiones
      1. Introducción
      2. 4.1 Vectores de desplazamiento y velocidad
      3. 4.2 Vector de aceleración
      4. 4.3 Movimiento de proyectil
      5. 4.4 Movimiento circular uniforme
      6. 4.5 Movimiento relativo en una y dos dimensiones
      7. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    5. 5 Leyes del movimiento de Newton
      1. Introducción
      2. 5.1 Fuerzas
      3. 5.2 Primera ley de Newton
      4. 5.3 Segunda ley de Newton
      5. 5.4 Masa y peso
      6. 5.5 Tercera ley de Newton
      7. 5.6 Fuerzas comunes
      8. 5.7 Dibujar diagramas de cuerpo libre
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    6. 6 Aplicaciones de las leyes de Newton
      1. Introducción
      2. 6.1 Resolución de problemas con las leyes de Newton
      3. 6.2 Fricción
      4. 6.3 Fuerza centrípeta
      5. 6.4 Fuerza de arrastre y velocidad límite
      6. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    7. 7 Trabajo y energía cinética
      1. Introducción
      2. 7.1 Trabajo
      3. 7.2 Energía cinética
      4. 7.3 Teorema de trabajo-energía
      5. 7.4 Potencia
      6. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    8. 8 Energía potencial y conservación de la energía
      1. Introducción
      2. 8.1 Energía potencial de un sistema
      3. 8.2 Fuerzas conservativas y no conservativas
      4. 8.3 Conservación de la energía
      5. 8.4 Diagramas de energía potencial y estabilidad
      6. 8.5 Fuentes de energía
      7. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    9. 9 Momento lineal y colisiones
      1. Introducción
      2. 9.1 Momento lineal
      3. 9.2 Impulso y colisiones
      4. 9.3 Conservación del momento lineal
      5. 9.4 Tipos de colisiones
      6. 9.5 Colisiones en varias dimensiones
      7. 9.6 Centro de masa
      8. 9.7 Propulsión de cohetes
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    10. 10 Rotación de un eje fijo
      1. Introducción
      2. 10.1 Variables rotacionales
      3. 10.2 Rotación con aceleración angular constante
      4. 10.3 Relacionar cantidades angulares y traslacionales
      5. 10.4 Momento de inercia y energía cinética rotacional
      6. 10.5 Calcular momentos de inercia
      7. 10.6 Torque
      8. 10.7 Segunda ley de Newton para la rotación
      9. 10.8 Trabajo y potencia en el movimiento rotacional
      10. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    11. 11 Momento angular
      1. Introducción
      2. 11.1 Movimiento rodadura
      3. 11.2 Momento angular
      4. 11.3 Conservación del momento angular
      5. 11.4 Precesión de un giroscopio
      6. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    12. 12 Equilibrio estático y elasticidad
      1. Introducción
      2. 12.1 Condiciones para el equilibrio estático
      3. 12.2 Ejemplos de equilibrio estático
      4. 12.3 Estrés, tensión y módulo elástico
      5. 12.4 Elasticidad y plasticidad
      6. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    13. 13 Gravitación
      1. Introducción
      2. 13.1 Ley de la gravitación universal de Newton
      3. 13.2 Gravitación cerca de la superficie terrestre
      4. 13.3 Energía potencial gravitacional y energía total
      5. 13.4 Órbita satelital y energía
      6. 13.5 Leyes del movimiento planetario de Kepler
      7. 13.6 Fuerzas de marea
      8. 13.7 La teoría de la gravedad de Einstein
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    14. 14 Mecánica de fluidos
      1. Introducción
      2. 14.1 Fluidos, densidad y presión
      3. 14.2 Medir la presión
      4. 14.3 Principio de Pascal y la hidráulica
      5. 14.4 Principio de Arquímedes y flotabilidad
      6. 14.5 Dinámicas de fluidos
      7. 14.6 Ecuación de Bernoulli
      8. 14.7 Viscosidad y turbulencia
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  3. Ondas y acústica
    1. 15 Oscilaciones
      1. Introducción
      2. 15.1 Movimiento armónico simple
      3. 15.2 Energía en el movimiento armónico simple
      4. 15.3 Comparación de movimiento armónico simple y movimiento circular
      5. 15.4 Péndulos
      6. 15.5 Oscilaciones amortiguadas
      7. 15.6 Oscilaciones forzadas
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    2. 16 Ondas
      1. Introducción
      2. 16.1 Ondas en desplazamiento
      3. 16.2 Matemáticas de las ondas
      4. 16.3 Rapidez de onda en una cuerda estirada
      5. 16.4 La energía y la potencia de una onda
      6. 16.5 Interferencia de ondas
      7. 16.6 Ondas estacionarias y resonancia
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    3. 17 Sonido
      1. Introducción
      2. 17.1 Ondas sonoras
      3. 17.2 Velocidad del sonido
      4. 17.3 Intensidad del sonido
      5. 17.4 Modos normales de una onda sonora estacionaria
      6. 17.5 Fuentes de sonido musical
      7. 17.6 Batimientos
      8. 17.7 El Efecto Doppler
      9. 17.8 Ondas expansivas
      10. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  4. A Unidades
  5. B Factores de conversión
  6. C Constantes fundamentales
  7. D Datos astronómicos
  8. E Fórmulas matemáticas
  9. F Química
  10. G El alfabeto griego
  11. Clave de Respuestas
    1. Capítulo 1
    2. Capítulo 2
    3. Capítulo 3
    4. Capítulo 4
    5. Capítulo 5
    6. Capítulo 6
    7. Capítulo 7
    8. Capítulo 8
    9. Capítulo 9
    10. Capítulo 10
    11. Capítulo 11
    12. Capítulo 12
    13. Capítulo 13
    14. Capítulo 14
    15. Capítulo 15
    16. Capítulo 16
    17. Capítulo 17
  12. Índice

Compruebe Lo Aprendido

7.1

No, solo su magnitud puede ser constante; su dirección debe cambiar, para ser siempre opuesta al desplazamiento relativo a lo largo de la superficie.

7.2

No, solo es aproximadamente constante cerca de la superficie de la Tierra.

7.3

W = 35 J W = 35 J

7.4

a. La fuerza del resorte es de sentido contrario a una compresión (como lo es para una extensión), por lo que el trabajo que realiza es negativo. b. El trabajo realizado depende del cuadrado del desplazamiento, que es el mismo para x=±6cmx=±6cm, por lo que la magnitud es de 0,54 J.

7.5

a. el auto; b. el camión

7.6

contra

7.7

3 m/s 3 m/s

7.8

980 W

Preguntas Conceptuales

1 .

Cuando se empuja la pared, esto "se siente" como trabajo; sin embargo, no hay desplazamiento, por lo que no hay trabajo físico. Se consume energía, pero no se transfiere.

3 .

Si sigue empujando una pared sin atravesarla, sigue ejerciendo una fuerza sin desplazamiento, por lo que no se realiza ningún trabajo.

5 .

El desplazamiento total de la pelota es cero, por lo que no se realiza ningún trabajo.

7 .

Ambas requieren el mismo trabajo gravitatorio, pero las escaleras permiten a Tarzán realizar este trabajo durante un tiempo más prolongado y, por ende, ejercer gradualmente su energía, en lugar de hacerlo de forma drástica subiendo a una liana.

9 .

La primera partícula tiene una energía cinética de 4(12mv2)4(12mv2) mientras que la segunda partícula tiene una energía cinética de 2(12mv2),2(12mv2), por lo que la primera partícula tiene el doble de energía cinética que la segunda.

11 .

El cortacésped ganaría energía si −90°<θ<90°.−90°<θ<90°. Perdería energía si 90°<θ<270°.90°<θ<270°. El cortacésped también puede perder energía debido a la fricción con la hierba mientras se empuja; sin embargo, no nos preocupa esa pérdida de energía para este problema.

13 .

La segunda canica tiene el doble de energía cinética que la primera porque la energía cinética es directamente proporcional a la masa, como el trabajo realizado por la gravedad.

15 .

A menos que el ambiente sea casi sin fricción, está haciendo algún trabajo positivo en el entorno para cancelar el trabajo de fricción contra usted, lo que resulta en un trabajo total cero, que produce una velocidad constante.

17 .

Los aparatos se clasifican en función de la energía consumida en un intervalo de tiempo relativamente pequeño. No importa el tiempo que el aparato esté encendido, sino la tasa de cambio de energía por unidad de tiempo.

19 .

La chispa se produce en un lapso relativamente corto, por lo que proporciona una cantidad muy baja de energía a su cuerpo.

21 .

Si la fuerza es antiparalela o apunta en dirección opuesta a la velocidad, la potencia gastada puede ser negativa.

Problemas

23 .

3,00 J

25 .

a. 593 kJ; b. -589 kJ; c. 0 J

27 .

3,14 kJ

29 .

a. -700 J; b. 0 J; c. 700 J; d. 38,6 N; e. 0 J

31 .

100 J

33 .

a. 2,45 J; b. - 2,45 J; c. 0 J

35 .

a. 2,22 kJ; b. -2,22 kJ; c. 0 J

37 .

18,6 kJ

39 .

a. 2,32 kN; b. 22,0 kJ

41 .

835 N

43 .

257 J

45 .

a. 1,47 m/s; b. las respuestas pueden variar

47 .

a. 772 kJ; b. 4,0 kJ; c. 1,8×10−16J1,8×10−16J

49 .

a. 2,6 kJ; b. 640 J

51 .

2,72 kN

53 .

102 N

55 .

2,8 m/s

57 .

W ( bala ) = 20 × W ( caja ) W ( bala ) = 20 × W ( caja )

59 .

12,8 kN

61 .

0,25

63 .

a. 24 m/s, -4,8 m/s2; b. 29,4 m

65 .

310 m/s

67 .

a. 40; b. 8 millones

69 .

$149

71 .

a. 208 W; b. 141 s

73 .

a. 3,20 s; b. 4,04 s

75 .

a. 224 s; b. 24,8 MW; c. 49,7 kN

77 .

a. 1,57 kW; b. 6,28 kW

79 .

6,83 μW 6,83 μW

81 .

a. 8,51 J; b. 8,51 W

83 .

1,7 kW

Problemas Adicionales

85 .

15 N · m 15 N · m

87 .

39 N · m 39 N · m

89 .

a. 208N·m208N·m; b. 240N·m240N·m

91 .

a. -0,9N·m-0,9N·m; b. -0,83N·m-0,83N·m

93 .

a. 10. J; b. 10. J; c. 380 N/m

95 .

160 J/s

97 .

a. 10 N; b. 20 W

Problemas De Desafío

99 .

Si la caja sube: a. 3,46 kJ; b. -1,89 kJ; c. -1,57 kJ; d. 0; Si la caja baja: a. -0,39 kJ; b. -1,18 kJ; c. 1,57 kJ; d. 0

101 .

8,0 J

103 .

35,7 J

105 .

24,3 J

107 .

a. 40 hp; b. 39,8 MJ, independientemente de la rapidez; c. 80 hp, 79,6 MJ a 30 m/s; d. Si la resistencia del aire es proporcional a la rapidez, el auto obtiene alrededor de 22 mpg a 34 mph y la mitad de eso al doble de rapidez, más cerca de la experiencia de conducción real.

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