Física 11.

452 Pages·2011·20.279 MB·Spanish

by  Jerry Wilson , ANTHONY J. BUFFA, BO LOU

FÍSICA 11
J. D. Wilson A. J. Buffa B. Lou
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Múltiplos y prefijos de unidades métricas* Unidades base del SI
Múltiplo Prefijo (y abreviatura) Cantidad física Nombre de la unidad Símbolo
1024 yota- (Y) Longitud metro m
1021 zeta- (Z) Masa kilogramo kg
1018 exa- (E) Tiempo segundo s
1015 peta- (P) Corriente eléctrica ampere A
1012 tera- (T) Temperatura kelvin K
109 giga- (G) Cantidad de sustancia mol mol
106 mega- (M) Intensidad luminosa candela cd
103 kilo- (k)
102 hecto- (h)
10 deca- (da) Algunas unidades derivadas del SI
Nombre de
10(cid:1)1 deci- (d)
Cantidad física la unidad Símbolo Unidad del SI
10(cid:1)2 centi- (c)
10(cid:1)3 mili- (m) Frecuencia hertz Hz s(cid:1)2
10(cid:1)6 micro- (m) Energía joule J kg(cid:2)m2(cid:1)s2
10(cid:1)9 nano- (n) Fuerza newton N kg(cid:2)m(cid:1)s2
10(cid:1)12 pico- (p) Presión pascal Pa kg(cid:1)(m(cid:2)s2)
10(cid:1)15 femto- (f) Potencia watt W kg(cid:2)m2(cid:1)s3
10(cid:1)18 ato- (a) Carga eléctrica coulomb C A(cid:2)s
10(cid:1)21 zepto- (z) Potencial eléctrico volt V kg(cid:2)m2(cid:1)(A(cid:2)s3)
10(cid:1)24 yocto- (y) Resistencia eléctrica ohm (cid:3) kg(cid:2)m2(cid:1)(A2(cid:2)s3)
Capacitancia farad F A2(cid:2)s4(cid:1)(kg(cid:2)m2)
*Por ejemplo, 1 gramo (g) multiplicado por 1000 (103) es 1 kilogramo Inductancia henry H kg(cid:2)m2(cid:1)(A2(cid:2)s2)
(kg); 1 gramo multiplicado por 1(cid:1)1000 (10–3) es 1 miligramo (mg).
Campo magnético tesla T kg(cid:1)(A(cid:2)s2)
Teorema de Pitágoras (triángulo rectángulo)
r(cid:5) 2x2 (cid:4) y2
segundo cuadrante primer cuadrante

Fórmula cuadrática
Si ax2(cid:4)bx(cid:4)c(cid:5)0, entonces
(cid:1)b (cid:6) 2b2 (cid:1) 4ac
x(cid:5)
2a
tercer cuadrante cuarto cuadrante
Relaciones trigonométricas
Definiciones de funciones trigonométricas Ley de cosenos
y x sen u y
sen u(cid:5) cos u(cid:5) tan u(cid:5) (cid:5) a2(cid:5)b2(cid:4)c2(cid:1)2bccos A
r r cos u x
u°(rad) sen u cos u tan u Ley de los senos
0°(0) 0 1 0
a b c
(cid:5) (cid:5)
30°(p(cid:1)6) 0.500 23>2(cid:2)0.866 23>3(cid:2)0.577 sen A sen B sen C
45°(p(cid:1)4) 22>2(cid:2)0.707 22>2(cid:2)0.707 1.00
(para cualquier triángulo plano con ángulosA, B yC, y
60°(p(cid:1)3) 23>2(cid:2)0.866 0.500 23(cid:2)1.73
lados opuestosa, b yc)
90°(p(cid:1)2) 1 0 (cid:7)
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Datos físicos*
Cantidad Símbolo Valor aproximado
Constante de gravitación universal G 6.67(cid:8)10(cid:1)11 N(cid:2)m2>kg2
Aceleración de la gravedad (valor generalmente g 9.80 m>s2(cid:5)980 cm>s2(cid:5)32.2 ft>s2
aceptado en la superficie terrestre)
Rapidez de la luz c 3.00(cid:8)108 m>s(cid:5)3.00(cid:8)1010 cm>s(cid:5)1.86(cid:8)105 mi>s
Constante de Boltzmann k 1.38(cid:8)10(cid:1)23 J>K
Número de Avogadro NB 6.02(cid:8)1023 mol(cid:1)1
Constante de los gases RA(cid:5)N k 8.31 J>(cid:3)mol(cid:2)K(cid:4) (cid:5)1.99 cal>(cid:3)mol(cid:2)K(cid:4)
Constante de la ley de Coulomb k(cid:5)1(cid:1)A4pB(cid:9) 9.00(cid:8)109 N(cid:2)m2>C2
Carga del electrón e o 1.60(cid:8)10(cid:1)19 C
Permitividad del espacio libre (cid:9) 8.85(cid:8)10(cid:1)12 C2>(cid:3)N(cid:2)m2(cid:4)
Permeabilidad del espacio libre mo 4p(cid:8)10(cid:1)7 T(cid:2)m>A(cid:5)1.26(cid:8)10(cid:1)6 T(cid:2)m>A
Unidad de masa atómica uo 1.66(cid:8)10(cid:1)27 kg4931 MeV
Constante de Planck h 6.63(cid:8)10(cid:1)34 J(cid:2)s
(cid:10)(cid:5)h(cid:1)2p 1.05(cid:8)10(cid:1)34 J(cid:2)s
Masa del electrón m 9.11(cid:8)10(cid:1)31 kg(cid:5)5.49(cid:8)10(cid:1)4 u40.511 MeV
Masa del protón me 1.672 62(cid:8)10(cid:1)27 kg(cid:5)1.007 276 u4938.27 MeV
Masa del neutrón mpn 1.674 93(cid:8)10(cid:1)27 kg(cid:8)1.008 665 u4939.57 MeV
Radio de Bohr del átomo de hidrógeno r 0.053 nm
1
*Valores de referencia del National Institute of Standards (NIST) para constantes, unidades e incertidumbre.
Datos del Sistema Solar*
Radio ecuatorial de la Tierra 6.378(cid:8)103 km(cid:5)3963 mi
Radio polar de la Tierra 6.357(cid:8)103 km(cid:5)3950 mi
Promedio: 6.4 (cid:8)103km (para cálculos generales)
Masa de la Tierra 5.98(cid:8)1024 kg
Diámetro de la Luna 3500 km(cid:2)2160 mi
Masa de la Luna 7.4(cid:8)1022 kg(cid:2) 1 mdea slas omf aEsaar tdhe la Tierra
81
Distancia promedio entre la Luna y la Tierra 3.8(cid:8)105 km(cid:5)2.4(cid:8)105 mi
Diámetro del Sol 1.4(cid:8)106 km(cid:2)864000 mi

Masa del Sol 2.0(cid:8)1030 kg
Distancia promedio entre la Tierra y el Sol 1.5(cid:8)108 km(cid:5)93(cid:8)106 mi
*Véase el apéndice III para datos adicionales sobre los planetas.
Símbolos matemáticos El alfabeto griego
(cid:5) es igual a Alfa (cid:21) a Nu (cid:22) n
(cid:11) no es igual a Beta (cid:23) b Xi (cid:24) j
(cid:5) es aproximadamente igual a Gamma (cid:25) g Ómicron (cid:26) o
(cid:6) aproximadamente Delta (cid:18) d Pi (cid:27) p
(cid:12) es proporcional a Épsilon (cid:28) e Rho (cid:29) r
(cid:13) es mayor que Zeta (cid:30) z Sigma (cid:20) s
(cid:14) es mayor o igual que Eta (cid:31) h Tau ! t
W es mucho mayor que Theta " u Úpsilon # y
(cid:15) es menor que Iota $ i Phi % f
(cid:16) es menor o igual que Kappa & k Chi ' x
V es mucho menor que Lambda ( l Psi ) c
(cid:6) más o menos Mu * m Omega (cid:3) v
(cid:17) menos o más
x valor promedio de x
(cid:18)x cambio en x
(cid:19)x(cid:19) valor absoluto de x
(cid:20) suma de
(cid:7) infinito
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FÍSICA 11
Jerry D. Wilson
Lander University
Greenwood, SC
Anthony J. Buffa
California Polytechnic State University
San Luis Obispo, CA
Bo Lou
Ferris State University
Big Rapids, MI
TRADUCCIÓN
Ma. de Lourdes Amador Araujo
Traductora profesional
REVISIÓN TÉCNICA
Alberto Lima Sánchez
Preparatoria de la Universidad La Salle
Agradecimiento especial por la adaptación de esta obra a
Abel Pérez Rodríguez
Profesor Tutor de Física Olimpiadas Nacionales e Iberoamericanas
Panamá
Prentice Hall
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Datos de catalogación bibliográfica
WILSON, JERRY; ANTHONY J. BUFFA, BO LOU
Física 11.
Primera edición
PEARSON EDUCACIÓN, México, 2011
ISBN: 978-607-32-0399-9
Área: Ciencias
Formato: 21 (cid:1) 27 cm Páginas: 448
Authorized of the adaptation translation from the English language edition entitled College Physics, 6thEdition, by Jerry D. Wilson,
Anthony J. Buffa and Bo Lou, published by Pearson Education, Inc. publishing as PRENTICE HALL, Copyright © 2007.
Original ISBN 978-013-149-579-1
Translation ISBN 978-970-261-694-8
All rights reserved
Este libro es una adaptación autorizada de la edición original titulado: College Physics, 6aEdición, por Jerry D. Wilson, Anthony J.
Buffa y Bo Lou, publicado por Pearson Education, Inc., publicado como PRENTICE HALL, Copyright © 2007.
ISBN Original 978-013-149-579-1
ISBN Traducción 978-970-261-694-8
Todos los derechos reservados
Editor: Ma. Elena Zahar Arellano
[email protected]
Editor de desarrollo: Araceli Calderón Salas
Supervisor de producción: Enrique Trejo Hernández
PRIMERAEDICIÓN, 2011
D.R. © 2011 por Pearson Educación de México, S.A. de C.V.
Atlacomulco 500-5oPiso
Industrial Atoto
53519, Naucalpan de Juárez, Edo. de México
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co o electroóptico, por fotocopia, grabación o cualquier otro, sin permiso previo por escrito del editor.
El préstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesión de uso de este ejemplar requerirá también la autorización del editor o de sus
representantes.
ISBN978-607-32-0399-9
Impreso en México. Printed in Mexico.
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Prentice Hall
es una marca de
www.pearsoneducacion.net ISBN 978-607-32-0399-9
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PREFACIO
La organización del presente texto se realizó tomando en consideración los conte-
nidos y programas vigentes de física, de los cursos regulares correspondientes al
11 grado impartido en los cursos de bachillerato de secundaria. Los capítulos: Mo-
vimiento en dos dimensiones, Fuerza y movimiento, Trabajo y energía, Cantidad
de movimiento lineal y choques, Movimiento circular y gravitacional, Movimien-
to rotacional y equilibrio, así como los de Sólidos y fluidos, Termodinámica y Ca-
lor, mantienen en sus temas la coherencia y continuidad indispensables para un
mejor entendimiento de los mismos.
También se consideraron, en todo momento, las múltiples ventajas y recursos
que presenta la actual edición como son: Hechos de física, que motivan al estu-
diante en el inicio de cada capítulo con datos e información histórica de relevan-
cia para los temas; ejemplos conceptuales, trabajados e integrados; resúmenes
visuales, que apoyan el aprendizaje mediante dibujos y los procedimientos suge-
ridos en la resolución de problemas; estos últimos constituyen una parte impres-
cindible al momento de verificar si se han comprendido los conceptos y principios
de la física. Esta organización es de gran ayuda para el docente y también facilita
el estudio por parte del estudiante debido a la exposición didáctica y pedagógica
del texto.
Es importante destacar el uso indistinto de la coma o el punto para separar
la parte entera del decimal, establecido por el Sistema Internacional de Unidades,
aunque en nuestros países se usa más la coma.
Por último, queremos expresar que este libro tiene como finalidad primordial
servir de texto al curso básico de ciencias físicas que se imparte en el 11 grado del
bachillerato en ciencias, por lo que podrá ser utilizado por profesores y estu-
diantes en todos los colegios e institutos donde se dicta esta disciplina.
Abel Pérez R.
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