1000 Problemas de fisica general

684 Pages·2014·32.641 MB·Spanish

by  J. Fidalgo y M Fernandez

J. A. FIDALGO
M. R. FERNÁNDEZ
O
o o
• Mecánica
• Electricidad
• Electromagnetismo
• Ondas
• Electrónica
• Relatividad
• Radiactividad
• Termodinámicawww.FreeLibros.me
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1 000 PROBLEMAS DE
FÍSICA GENERAL
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M. R. FERNÁNDEZ
J. A. FIDALGO
1 000 PROBLEMAS
DE
FÍSICA GENERAL
• MECÁNICA • ELECTRICIDAD • ELECTROMAGNETISMO
• ONDAS • ELECTRÓNICA • RELATIVIDAD • RADIACTIVIDAD
• TERMODINÁMICA
BACHILLERATO LOGSE
PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD
ESCUELAS TÉCNICAS
FACULTADES UNIVERSITARIAS
EVEREST
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Autores: José A. Fidalgo Sánchez
Manuel R. Fernández Pérez
Coordinación editorial: Juan Carlos Carrascosa Calpena
Nlaquctación: Francisco Fontecha Al/er
Ilustraciones: José Luis Giner
Archivo Everest
Diseño de cubierta: Alfredo Anievas
Fotografía de cubierta: AGFFotostock
No está permitida la reproducción total o parcial
de este libro, ni su tratamiento informático, ni la
transmisión de ninguna forma o por cualquier
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y por escrito de los titulares del Copyright.
Reservados todos los derechos, incluido el derecho
de venta, alquiler, préstamo o cualquier otra forma
de cesión del uso del ejemplar.
OCTAVA EDICIÓN, segunda reimpresión, 2004
© Manuel R. Fernández. Pérez,
José A. Fidalgo Sánchez y
EDITORIAL EVEREST, S. Á.
Carretera Lcón-l-i Coruña. km 5 - LEON
ISBN: 84-241-7603-0
Depósito legal: LE. 400-2001
Printed in Spain - Impreso en España
EDITORIAL EVERGRÁFICAS. S. L.
Carretera León-La Coruña, km 5
LEÓN (España)
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PRESENTACIÓN
El estudio de la Física, entendida en una de sus primeras definiciones como «Ciencia
de la medida», exige siempre unos criterios cuantitativos a la hora de plantear, desarro­
llar e interpretar los múltiples fenómenos de la Naturaleza, objetivo último de toda
investigación. Nada más significativo que lo expresado por lord Kelvin en el siglo XIX
y hoy tan actual como entonces:
«Suelo decir con frecuencia que cuando se puede medir aquello de que se
habla y expresarlo en números, se sabe algo de ello: pero nuestro saber es defi­
ciente e insatisfactorio mientras no somos capaces de expresarlo en números;
lo demás puede significar el comienzo del conocimiento, pero nuestros con­
ceptos apenas habrán avanzado en el camino de la ciencia, y esto cualquiera
que sea la materia de que se trate».
La enseñanza de la Física, evidentemente, obliga, como punto departida, a la adqui­
sición de unos contenidos teóricos cuya «claridad conceptual» sirva de soporte a la hora
de interpretar y solucionar cualquier problema propuesto; problema que, en definitiva,
no es otra cosa que una posible situación real más o menos idealizada en la que, para
facilitar la solución, se ha prescindido, o se han controlado, algunas variables.
Este «mínimo de contenidos», como dice lord Kelvin, significa el comienzo del cono­
cimiento; pero resulta insuficiente si no conduce a una interpretación cuantitativa del
fenómeno (problema) objeto de estudio.
Con frecuencia asistimos, un tanto atónitos, al asombroso espectáculo de ver cómo
alumnos de Bachillerato, e incluso de primeros cursos de carreras universitarias, pre­
tenden enfocar los problemas de Física como si se tratara de una simple y directa apli­
cación de fórmulas vacias de contenido, o, lo que es más grave, sin intentar siquiera la
búsqueda de una correcta interpretación del fenómeno y del significado físico de los
resultados obtenidos.
Al plantearse la confección de este libro, como material de apoyo a los estudiantes
de Física General, hemos pretendido conseguir tres objetivos básicos:
— Ofrecer una comprensión e interpretación lógicas de la realidad física, dando una
visión panorámica de aquellos modelos y teorías de mayor interés científico.
— Poner al lector en contacto con aquellos problemas que, de hecho, son o pueden
ser situaciones reales, explicitando su tratamiento conceptual y su significado físi­
co tanto en el proceso de desarrollo como en los resultados obtenidos.
— Fomentar una manera de pensar seria, razonada y crítica.
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Para ello hemos tenido muy en cuenta los siguientes criterios:
— Una evaluación objetiva del nivel de conocimientos, tanto físicos como matemá­
ticos, exigióles a los alumnos que pretenden acceder a niveles superiores en el
estudio de la Física.
— Evitar, en la medida de lo posible, el crear una imagen —falsa, por supuesto— de
que la Física es una «aplicación»sin más de las Matemáticas; insistiendo, eso si,
en la necesidad de un lenguaje matemático para alcanzar los objetivos propues­
tos.
— Para facilitar la «selección de cuestiones y problemas» a los alumnos de 2."curso
de Bachillerato, se han señalado con un asterisco aquellas y aquellos que han sido
propuestos en sucesivas convocatorias de Examen de Selectividad en diversas
Universidades.
Es nuestro deseo que tanto a profesores como a alumnos les sea útil esta publicación,
esperando que sea acogida tan favorablemente como lo han sido nuestros anteriores tra­
bajos. A su generosidad e interés apelamos de nuevo para recibir todas las sugerencias
que estimen conveniente indicarnos: tengan la seguridad de que las aceptaremos con el
máximo agradecimiento.
LOS AUTORES
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1. ANÁLISIS
DIMENSIONAL.
LA MEDIDA. ERRORES.
FORMULARIO MATEMÁTICO (REPASO)
*“ «—T ; “ 1
■ |sen2a + eos2» = l|
cos a = ; ctg a =
b
« 0° 30° 45° 60° 90° 180° 270°
sen a 0 1/2 V2/2 V5/2 1 0 -1
eos a 1 VÍ/2 Z2/2 1/2 0 -1 0
tga 0 I 3 co 0 -00
ctga 00 VT 1 0 -co 0
sen (a ± b) = sen a • eos b ± eos a • sen b sen 2a = 2 sen a • eos a
eos (a ± b) = eos a • eos b + sen a • sen b eos 2a = eos2 a - sen2 a
!g(a± b) tg a ± Ig b lg 2a 2 tga
1 + tg a • tg b 1 — tg2 a
f
du = ^-dx du = u + C
dx
J
d (au) = a du a du = a Jdu + C
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7
d (u + v) = du + dv í (du + dv) = / du + /dv + C
d (un) = nu"_1du /■*— £ \ - + C(ni»-»
« * > -& - J( -2Í VLü-.vT + C
d (Inu) = í-f-= ln|u| + C
d (c“) = e"du I e“du = e“ + C
d (a“) = a“lna du ]f a“du = -Infa- + C
d (sen u) = eos u du / eos u du = sen u + C
d (eos u) = -sen u du 1 sen u du = -eos u + C
d (tg u) = sec2 u du / sec2 u du = tg u + C
d (ctg u) = -cosec2 u du / cosec2 u du = -ctg u + C
d (are sen u) = ^ d- -=■• / — — — - = are sen u + C
d (are eos u) = — <*u í ^~-u - = are eos u + C
V i - u
d (are tg u) = -1 + u—2 u l=arc,g- + c
d (are ctg u) = ^ 2 - ]f —1 ~+c* uu 2 = are ctg u + C
d (sh u) = ch u du / ch u du = sh u + C
d (ch u) = sh u du I sh u du = ch u + C
d (tgh u) = sech2 u du 1 sech2 u du = tgh u + C
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