FISICA

Indice del Contenido Prefacio a la segunda edici?n Del prefacio de la primera edici?n Pr?logo: La F?sica y el estudiante de ciencias de la vida UNIDAD 1 LAS LEYES GENERALES DEL MOVIMIENTO CAP?TULO 1 MOVIMIENTO RECTILINEO 1.1 Medidas, patrones, unidades y errores 1.2 Desplazamiento; velocidad media 1.3 Velocidad instant?nea 1.4 Aceleraci?n 1.5 C?lculo del movimiento de un objeto 1.6 La aceleraci?n de la gravedad y la ca?da de los cuerpos Galileo Galilei 1.7 Modelos de F?sica Temas suplementarios 1.8 Salto vertical CAP?TULO 2 MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES 2.1 Una introducci?n a los vectores 2.2 Velocidad en dos dimensiones 2.3 Aceleraci?n en dos dimensiones 2.4 C?lculo del movimiento de un objeto 2.5 Proyectiles Temas suplementarios 2.6 Proyectiles en Biomec?nica CAP?TULO 3 LAS LEYES DEL NEWTON DEL MOVIMIENTO 3.1 Fuerza, peso y masa gravitatoria 3.2 Densidad 3.3 Primera ley de Newton 3.4 Equilibrio 3.5 Tercera ley de Newton 3.6 Segunda ley de Newton 3.7 Importancia de las leyes de Newton del movimiento 3.8 Algunos ejemplos de las leyes de Newton Sir Isaac Newton 3.9 Fuerzas gravitatorias 3.10 Peso 3.11 Peso efectivo 3.12 Rozamiento CAP?TULO 4 EST?TICA 4.1 Momentos 4.2 Equilibrio de cuerpos r?gidos 4.3 El centro de gravedad 4.4 Estabilidad y equilibrio 4.5 Palancas; ventaja mec?nica 4.6 M?sculos 4.7 Palancas en el cuerpo Temas suplementarios 4.8 Las mand?bulas de los animales 4.9 Centro de gravedad de los seres humanos 4.10 Sistemas de poleas CAP?TULO 5 MOVIMIENTO CIRCULAR 5.1 Aceleraci?n centr?peta 5.2 Ejemplos de movimiento circular 5.3 Variables angulares 5.4 Momento de una fuerza, aceleraci?n angular y momento de inercia 5.5 Cargas el?ctricas: fuerzas fundamentales 5.6 Ley de Coulomb Coulomb y Cavendish Temas suplementarios 5.7 Sat?lites; marcas 5.8 Efectos fisiol?gicos de la aceleraci?n 5.9 Percepci?n sensorial del movimiento angular 5.10 Deducci?n de la f?rmula de la aceleraci?n radial UNIDAD 2 TEMAS ADICIONALES DE MEC?NICA CAP?TULO 6 TRABAJO, ENERG?A Y POTENCIA 6.1 Trabajo 6.2 Energ?a cin?tica 6.3 Energ?a potencial y fuerzas conservativas 6.4 Fuerzas disipativas 6.5 Observaciones sobre el trabajo y la energ?a 6.6 Resoluci?n de problemas mediante trabajo y energ?a 6.7 Energ?a potencial gravitatoria 6.8 Energ?a potencial el?ctrica 6.9 Potencia 6.10 Trabajo y energ?a en el movimiento de rotaci?n 6.11 El salto. Leyes de escala en Fisiolog?a Temas suplementarios 6.12 La carrera 6.13 Deducci?n de la f?rmula de la energ?a potencial gravitatoria CAP?TULO 7 ?MPETU Y MOMENTO ANGULAR 7.1 Impulso e ?mpetu 7.2 Conservaci?n del ?mpetu 7.3 Movimiento del centro de masas 7.4 Colisiones el?sticas e inel?sticas 7.5 Momento angular de un s?lido r?gido 7.6 Momento angular de una part?cula Temas suplementarios 7.7 Impetu y empleo del cuerpo 7.8 Movimiento girosc?pico CAP?TULO 8 PROPIEDADES EL?STICAS DE LOS MATERIALES 8.1 Aspectos generales de los esfuerzos y las deformaciones 8.2 M?dulo de Young 8.3 Resistencia a la flexi?n 8.4 Flexi?n lateral y dise?o estructural en la naturaleza 8.5 Momentos cortantes y de torsi?n Temas suplementarios 8.6 Estructura y funci?n 8.7 Deducci?n de lcr = cr2/3 CAP?TULO 9 MOVIMIENTO VIBRATORIO 9.1 Movimiento arm?nico simple; un experimento 9.2 Peso colgado de un muelle 9.3 El p?ndulo f?sico 9.4 Energ?a en el movimiento arm?nico simple 9.5 Oscilaciones amortiguadas 9.6 Oscilaciones forzadas y resonancia Temas suplementarios 9.7 Los efectos de la vibraci?n sobre los seres humanos 9.8 Deducci?n de las ecuaciones del movimiento arm?nico UNIDAD 3 CALOR CAP?TULO 10 TEMPERATURA Y COMPORTAMIENTO DE LOS GASES 10.1 Escalas de temperatura 10.2 Masas moleculares 10.3 Presi?n 10.4 La ley de los gases ideales 10.5 Mezclas de gases 10.6 Temperatura y energ?as moleculares 10.7 Difusi?n 10.8 Soluciones diluidas: presi?n osm?tica Temas suplementarios 10.9 Deducci?n de la ley de los gases ideales a partir de un modelo cient?fico CAP?TULO -11 TERMODINAMICA 11.1 Trabajo mec?nico 11.2 Primera ley de la termodin?mica 11.3 Segunda ley de la termodin?mica Mayer, Joule y He1niholtz 11.4 El teorema de Carnot y la conversi?n de energ?a 11.5 Implicaciones del teorema de Carnot 11.6 Frigor?ficos y bombas de calor Temas suplementarios 11.7 Metabolismo humano CAP?TULO 12 PROPIEDADES T?RMICAS DE LA MATERIA 12.1 Dilataci?n t?rmica 12.2 Capacidad calor?fica 12.3 Cambios de fase 12.4 Conducci?n de calor 12.5 Transmisi?n del calor por convecci?n 12.6 Radiaci?n Temas suplementarios 12.7 Regulaci?n de la temperatura en animales de sangre caliente UNIDAD 4 FLUIDOS CAP?TULO 13 LA MEC?NICA DE LOS FLUIDOS IDEALES 13.1 Principio de Arqu?medes 13.2 La ecuaci?n de continuidad; flujo estacionario 13.3 Ecuaci?n de Bernoulli 13.4 Consecuencias est?ticas de la ecuaci?n de Bernoulli 13.5 El papel de la gravedad en la circulaci?n 13.6 Medidas de presi?n sangu?nea mediante el esfigmoman?metro 13.7 Consecuencias din?micas de la ecuaci?n de Bernoulli 13.8 Medidores de flujo Temas suplementarios 13.9 El vuelo de los animales y de los aviones CAPITULO 14 FLUJO DE FLUIDO VISCOSO 14.1 Viscosidad 14.2 Flujo laminar en un tubo: an?lisis dimensional 14.3 Flujo turbulento 14.4 Flujo en el sistema circulatorio Temas suplementarios 14.5 Fuerzas de arrastre viscosas 14.6 Fuerzas de arrastre a 'altas velocidades- 14.7 Centrifugaci?n CAP?TULO 15 FUERZAS DE COHESI?N EN L?QUIDOS 15.1 Tensi?n superficial 15.2 ?ngulo de contacto y capilaridad 15.3 Ley de Laplace 15.4 Tensioactivos en los pulmones 15.5 El coraz?n como una bomba 15.6 El ascenso de la savia en los ?rboles; presiones negativas UNIDAD 5 ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO CAP?TULO 16 FUERZAS, CAMPOS Y POTENCIALES EL?CTRICOS 16.1 Fuerzas el?ctricas 16.2 El campo el?ctrico 16.3 El campo el?ctrico debido a distribuciones de carga 16.4 Potencial el?ctrico 16.5 Superficies equipotenciales 16.6 Dipolos el?ctricos 16.7 El osciloscopio 16.8 Capacidad 16.9 Efectos de los diel?ctricos 16.10 Energ?a almacenada en un condensador CAP?TULO 17 CORRIENTE CONTINUA 17.1 Corriente el?ctrica 17.2 Resistencia 17.3 Fuentes de energ?a en los circuitos 17.4 Potencia en los circuitos el?ctricos 17.5 Resistencias en serie y en paralelo 17.6 Volt?metros y amper?metros 17.7 Circuitos con resistencia y capacidad 17.8 Seguridad el?ctrica 17.9 Temas suplementarios 17.9 Teor?a at?mica de la resistencia 17.10 Aplicaciones de las medidas de resistencia 17.11 Electroforesis 17.12 Leyes de Kirchhoff en circuitos complejos 17.13 Deducci?n de las f?rmulas para la carga y la intensidad en un circuito RC CANTULO 18 CONDUCCI?N NERVIOSA 18.1 La estructura de las c?lulas nerviosas 18.2 Resistencia y capacidad el?ctrica de un ax?n 18.3 Concentraciones i?nicas y potencial de reposo 18.4 Respuesta a est?mulos d?biles 18.5 El potencial de acci?n 18.6 Electro encefal?grafo y electrocardi?grafo CAP?TULO 19 MAGNETISMO 19.1 Campos magn?ticos 19.2 Fuerza magn?tica sobre una carga en movimiento 19.3 Medidores electromagn?ticos de flujo 19.4 Fuerza magn?tica sobre una corriente en un conductor 19.5 Dipolos magn?ticos 19.6 Motores y galvan?metros 19.7 Campos magn?ticos producidos por corrientes 19.8 Fuerza entre dos conductores paralelos Temas suplementarios 19.9 Medida de la raz?n carga/masa 19.10 Espectr?metro de masas 19.11 Cielotrones CANTULO 20 CAMPOS Y CORRIENTES INDUCIDOS 20,1 Ley de Faraday 20.2 Corrientes de Foucault 20.3 Generadores el?ctricos 20.4 Transformadores 20.5 Campos inducidos y ondas electromagn?ticas Michael Faraday 20.6 Materiales magn?ticos 20.7 Inductancia 20.8 Energ?a almacenada en una autoinducci?n Temas suplementarios 20.9 Circuitos RL. 20.10 Corriente alterna: valores eficaces o cuadr?ticos medios de la intensidad y el voltaje 20.11 Reactancia 20.12 Impedancia 20.13 Potencia en circuitos de corriente alterna 20.14 Equilibrado de impedancias 20.15 Deducci?n de la FEM de un generador UNIDAD 6 MOVIMIENTO ONDULATORIO CAP?TULO 21 DESCRIPCI?N DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO 21.1 La representaci?n de las ondas 21.2 La velocidad de las ondas 21.3 Interferencia de ondas y ondas estacionarias 21.4 Efectos de los l?mites 21.5 Ondas estacionarias resonantes 21.6 Ondas complicadas y pulsaciones 21.7 Energ?a e ?mpetu en las ondas 21.8 La polarizaci?n de las ondas transversales Temas suplementarios 21.9 Efecto Doppler CANTULO 22 EL SONIDO 22.1 Naturaleza y velocidad del sonido 22.2 Ondas sonoras estacionarias 22.3 Intensidad de las ondas sonoras 22.4 Fuentes sonoras 22.5 Detectores de sonido 22.6 Respuesta auditiva Temas suplementarios 22.7 Ultrasonidos CANTULO 23 PROPIEDADES ONDULATORIAS DE LA LUZ 23.1 ?ndice de refracci?n 23.2 Principio de Huygens 23.3 Reflexi?n de la luz 23.4 Refracci?n de la luz 23.5 Reflexi?n interna total 23.6 Experimento de interferencia de Young de doble rendija Thomas Young 23.7 Coherencia 23.8 Red de difracci?n 23.9 Difracci?n 23.10 Polarizaci?n de la luz 23.11 Difracci?n de rayos X y estructura de mol?culas biol?gicas Temas suplementarios 23.12 Holograf?a 23.13 Efectos de interferencia en pel?culas delgadas CAPITULO 24 ESPEJOS, LENTES E INTRUMENTOS ?PTICOS 24.1 Espejos 24.2 Lentes 24.3 Formaci?n de im?genes 24.4 Potencia de una lente; aberraciones 24.5 La lupa o lente de aumento 24.6 El microscopio ?ptico de campo brillante 24.7 El ojo humano Temas suplementarios 24.8 La c?mara fotogr?fica 24.9 Resoluci?n y contraste en los microscopios 24.10 Microscopios de polarizaci?n, interferencia y contraste de fase 24.11 Defectos ?pticos del ojo 24.12 Percepci?n y medida del color UNIDAD 7 F?SICA MODERNA CANTULO 25 RELATIVIDAD ESPECIAL 25.1 Los principios fundamentales de la relatividad especial 25.2 Relojes en movimiento y dilataci?n temporal 25.3 Contracci?n de la longitud 25.4 ?mpetu y energ?a Albert Einstein Tenlas suplementarios 25.5 El problema de los sucesos simult?neos 25.6 Adici?n de velocidades CANTULO 26 PROPIEDADES CORPUSCULARES DE LA LUZ: EL FOT?N 26.1 El efecto fotoel?ctrico 26.2 El fot?n 26.3 Dualidad onda-corp?sculo 26.4 Los fotones y la visi?n CANTULO 27 PROPIEDADES ONDULATORIAS DE LA MATERIA 27.1 Fracasos de la f?sica cl?sica 27.2 La hip?tesis ondulatoria de De Broglie 27.3 El ?tomo de Bohr Niels Bohr 27.4 El principio de incertidumbre UNIDAD 8 ?TOMOS Y MOL?CULAS CANTULO 28 MEC?NICA CU?NTICA Y ESTRUCTURA AT?MICA 28.1 Las l?neas generales de la mec?nica cu?ntica 28.2 N?meros cu?nticos del ?tomo de hidr?geno 28.3 Funciones de onda para el ?tomo de hidr?geno 28.4 Principio de exclusi?n de Pauli 28.5 Estructura at?mica y la tabla peri?dica 28.6 Espectros at?micos de emisi?n y de absorci?n Temas suplementarios 28.7 M?seres y l?seres CAP?TULO 29 LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA 29.1 Enlace i?nico 29.2 Enlace covalente Linus Pauling 29.3 Enlace met?lico 29.4 Aisladores y semiconductores 29.5 Enlaces m?s d?biles Temas suplementarios 29.6 Resonancia magn?tica nuclear 29.7 El comportamiento de un dipolo en un campo magn?tico 29.8 Medida de la frecuencia de precesi?n 29.9 El aparato de RMN 29.10 El corrimiento qu?mico 29.11 El desdoblamiento spin-spin UNIDAD 9 EL N?CLEO AT?MICO CANTULO 30 OSICA NUCLEAR 30.1 Radiactividad 30.2 Semivida o per?odo de semidesintegraci?n 30.3 Dataci?n en Arqueolog?a y Geolog?a 30.4 Tama?os nucleares 30.5 Protones y neutrones 30.6 Masas nucleares y energ?as de enlace 30.7 Fuerzas nucleares 30.8 Niveles nucleares de energ?a y estabilidad nuclear 30.9 Desintegraciones radiactivas Enrico Fermi Temas suplementarios 30.10 Fisi?n nuclear 30.11 Reactores y explosivos de fisi?n 30.12 Fusi?n nuclear 30.13 Los quarks 30.14 Deducci?n de la f?rmula exponencial de desintegraci?n CANTULO 31 RADIACI?N IONIZANTE 31.1 La interacci?n de la radiaci?n con la materia 31.2 Unidades de radiaci?n 31.3 Efectos perjudiciales de la radiaci?n 31.4 Exposici?n cr?nica a la radiaci?n 31.5 La radiaci?n en Medicina 31.6 Otras aplicaciones de la radiaci?n Temas suplementarios 31.7 Detecci?n y medida de la radiaci?n 31.8 Deducci?n de la f?rmula de la p?rdida de la energ?a EPILOGO: LA F?SICA Y EL FUTURO AP?NDICE A: TABLA PERI?DICA DE LOS ELEMENTOS AP?NDICE B: REPASO MATEM?TICO B.I Potencias y ra?ces B.2 Notaci?n cient?fica B.3 Cifras significativas B.4 Soluci?n de ecuaciones algebraicas B.5 Gr?ficas B.6 Geometr?a plana y funciones trigonom?tricas B.7 Desarrollos en serie B.8 Derivadas B.9 Areas y vol?menes B.10 La funci?n exponencial; logaritmos RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS DE REPASO DEL AP?NDICE B AP?NDICE C SISTEMAS DE UNIDADES CA Tiempo, longitud y masa C.2 Unidades de fuerza, peso C.3 Otras unidades de la mec?nica C.4 Unidades el?ctricas C.5 Resumen RESPUESTAS A LOS EJERCICIOS Y PROBLEMAS IMPARES ?NDICE ALFAB?TICO