Fisica general

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PHYSICS 209
LECTURE NOTES

Dr. John W. Norbury
Professor of Physics University of Wisconsin-Milwaukee

c 2003 John W. Norbury

September 24, 2003

2

Contents
1 INTRODUCTION 1.1 What is Physics? . . . 1.2 How to Study Physics 1.3 Units . . . . . . . . . . 1.4 Powers of Ten . . . . . 1.5 Conversion of Units . 1.6 Significant Figures . . 1.7 Problems (8 questions) 5 5 6 7 8 8 9 10 1111 11 13 16 21 21 21 22 25 26 28 29 29 30 31 33 35 35

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2 CALCULUS REVIEW 2.1 Derivative Equals Slope or Rate of Change 2.1.1 Slope of a Straight Line . . . . . . . 2.1.2 Slope of a Curve . . . . . . . . . . . 2.1.3 Some Common Derivatives . . . . . 2.1.4 Extremum Value of a Function . . . 2.2 Integral Equals Antiderivative or Area . . . 2.2.1 Integral Equals Antiderivative . . . . 2.2.2 Integral Equals Area Under Curve .2.2.3 Summary . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4 Definite and Indefinite Integrals . . . 2.3 Problems (10 questions) . . . . . . . . . . .

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3STRAIGHT LINE MOTION 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Position, Distance and Displacement . . . . . . . 3.3 Average Velocity and Average Speed . . . . . . . 3.4 Position and Velocity Graphs . . . . . . . . . . . 3.5 Instantaneous Velocity and Instantaneous Speed 3.6 Acceleration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

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4 3.7 Constant Acceleration Equations . . . . . 3.7.1 Algebraic Derivation . . . . . . . . 3.7.2 Summary of Constant Acceleration 3.7.3 Calculus Derivation . . . . . . . . 3.8 Free Fall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.9 Historical Note . . . . . . . . . . . . . . . 3.10 Problems (8 questions) . . . . . . . . . . . 4 VECTORS 4.1Introduction . . . . . . 4.2 Trigonometry . . . . . 4.3 Vector Components . . 4.4 Unit Vectors . . . . . 4.5 Vector Addition . . . . 4.6 Vector Multiplication . 4.6.1 Scalar Product 4.6.2 Vector Product 4.7 Problems (7 questions) . . . . . . . . . . . . equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

CONTENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 37 41 4244 45 47 49 49 52 55 58 60 62 62 64 65 67 67 68 72 78 81 83 83 84 84 85 85 85 85 95 98 99

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5 2- AND 3-DIMENSIONAL MOTION 5.1 Displacement, Velocity and Acceleration 5.2 Constant Acceleration Equations . . . . 5.3 Projectile Motion . . . . . . . . . . . . . 5.4 Circular Motion . . . . . . . . . . . . . . 5.5 Problems (8 questions) . . .. . . . . . . 6 NEWTON’S LAWS OF MOTION 6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . 6.2 Forces and the Second Law . . . . 6.2.1 Weight . . . . . . . . . . . . 6.2.2 Normal Force . . . . . . . . 6.2.3 Tension . . . . . . . . . . . 6.2.4 Spring . . . . . . . . . . . . 6.2.5 Friction . . . . . . . . . . . 6.3 Circular Motion . . . . . . . . . . . 6.4 Historical Note . . . . . . . . . . . 6.5...
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