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FISICA I versión 4
Autor : Luis Rodríguez Valencia1 DEPARTAMENTO DE FISICA UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE Colaboradores: Alicia Lira, Rosemarie Pohl, Verónica Peters,Yolanda Vargas, Manuel Arrieta, Dagoberto Castro, Juán Barrera, Jorge Lay. 11 de marzo de 2008

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II

Contenidos
Prólogo 1. Introducción a la Física 1.1. Historia . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Modelos del Cosmos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.1. Modelo de Ptolomeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2. Nicholas Copernicus (1473-1543). Modelo de Copérnico 1.2.3. Mejores modelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.4. Johannes Kepler (1571-1630) . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.5. Las leyes de Kepler . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 1.2.6. Contribución de Galileo (1564 - 1642) . . . . . . . . . . 1.2.7. Sir Isaac Newton. La unificación de la Física y la Astronomía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. La difusión del método científico . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.1. La edad clásica de la Ciencia . . . . . . . . . . . . . . . 1.4. El método científico . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 1.5. Gravitación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.1. Desarrollo de la teoría gravitacional . . . . . . . . . . . 1.5.2. Ley inversa al cuadrado de la distancia . . . . . . . . . 1.5.3. Cuerpos en órbita circular . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.4. Velocidad de escape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.5. Peso y masa . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 1.5.6. Interacción entre los cuerpos celestiales . . . . . . . . . 1.5.7. Medidas absolutas de la gravedad . . . . . . . . . . . . 1.5.8. Datos actuales de las órbitas planetarias . . . . . . . . 1.6. Unidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6.1. Medición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
XIII

1 1 2 2 4 4 6 7 10 1315 18 18 20 20 23 24 25 25 26 28 29 29 30

IV

CONTENIDOS 1.6.2. Valor verdadero 1.7. Cifras significativas . . 1.8. Estandarización . . . . 1.9. Las unidades básicas . 1.10. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 30 32 34 35 39 39 39 39 40 41 41 42 43 44 45 45 45 45 46 46 46 47 47 48 48 48 48 49 50 52 52 53 55 55 56

2. Vectores 2.1. Escalares y vectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Sistemas de referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1. Sistema cartesiano . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 2.2.2. Sistema esférico de coordenadas . . . . . . . . . . . . 2.2.3. Sistema cilíndrico de coordenadas . . . . . . . . . . . 2.2.4. Sistema polar de coordenadas . . . . . . . . . . . . . 2.2.5. Relaciones entre las coordenadas . . . . . . . . . . . 2.3. Desplazamientos en el espacio . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. Vectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2.4.1. Notación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2. Suma de vectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.3. Magnitud de un vector . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.4. Multiplicación de un vector por un escalar . . . . . . 2.4.5. Vectores unitarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.6. Vectores unitarios cartesianos . . . . . . . . . . . . . 2.4.7.Componentes cartesianas de un vector . . . . . . . . 2.4.8. Vector nulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.9. Resta de vectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.10. Producto escalar de vectores . . . . . . . . . . . . . . 2.4.11. Proyección de un vector en una dirección . . . . . . . 2.4.12. Conmutatividad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.13. La distributividad...
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