MECANICA CLASICA

MECÁNICA
CLÁSIC A
J O H N R . TAY LO R
Universidad de Colorado

Barcelona · Bogotá · Buenos Aires · Caracas · México

Registro bibliográfico (ISBD)
TAYLOR, JOHN R.
[Classical Mechanics. Español]
Mecánica clásica / John R. Taylor ; versión española traducida por Jesús Ildefonso Díaz con la colaboración de Alberto Casal Grau. – Barcelona : Reverté, 2013.
XIV, 866 p. : il. ; 25 cm.Traducción de: Classical Mechanics. – Índice.
DL B. 14311-2013. - ISBN 978-84-291-4312-6
1. Mecánica. I. Díaz, Jesús Ildefonso, trad. II. Casal Grau, Alberto, col. III. Título.
531

Título de la obra original:
Classical Mechanics
Edición original en lengua inglesa publicada por:
University Science Books
Sausalito, California. U.S.A.
Copyright © 2005 by University Science Books. All RightsReserved

Edición en español:
© Editorial Reverté, S. A., 2013
ISBN: 978-84-291-4312-6

Versión española traducida por
Jesús Ildefonso Díaz Díaz
Catedrático de Matemática Aplicada de la Universidad Complutense de Madrid

con la colaboración de
Alberto Casal Grau
Licenciado en Ciencias Físicas

Maquetación: Mercedes Aicart Martínez
Diseño de la cubierta: David Kimura + Gabriela VarelaPropiedad de:
EDITORIAL REVERTÉ, S. A.
Loreto, 13-15. Local B
08029 Barcelona. ESPAÑA
Tel: (34) 93 419 33 36
Fax: (34) 93 419 51 89
reverte@reverte.com
www.reverte.com
Reservados todos los derechos. La reproducción total o parcial de esta obra, por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares de
ella mediantealquiler o préstamo públicos, queda rigurosamente prohibida sin la autorización escrita de
los titulares del copyright, bajo las sanciones establecidas por las leyes.
Impreso en España - Printed in Spain
ISBN: 978-84-291-4312-6
Depósito legal: B. 14311-2013
Impreso por Liberdúplex, S. L. U.
# 1397

CAPÍTULO

1

Índice de contenidos
Prólogo

XI

PARTE I Esenciales

1

CAPÍTULO1 Leyes del movimiento de Newton
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7

Mecánica clásica 3
Espacio y tiempo 4
Masa y fuerza 11
Primera y segunda leyes de Newton; sistemas inerciales 14
La tercera ley y la conservación del momento 20
La segunda ley de Newton en coordenadas cartesianas 26
Coordenadas polares en dos dimensiones 30
Principales definiciones y ecuaciones del Capítulo 1 38Problemas para el Capítulo 1 39

CAPÍTULO 2 Proyectiles y partículas cargadas
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7

3

47

Resistencia del aire 47
Resistencia lineal del aire 51
Trayectoria y alcance en un medio lineal 59
Resistencia cuadrática del aire 63
Movimiento de una carga en un campo magnético uniforme
Exponenciales complejas 76
Solución para la carga en un campo B 78
Principalesdefiniciones y ecuaciones del Capítulo 2 80
Problemas para el Capítulo 2 81

73

ÍNDICE

VI

CAPÍTULO 3 Momento y momento angular
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5

DE CONTENIDOS

91

Conservación del momento 91
Cohetes 93
El centro de masa 95
Momento angular para una única partícula 99
Momento angular para varias partículas 103
Principales definiciones y ecuaciones del Capítulo 3
Problemaspara el Capítulo 3 109

109

CAPÍTULO 4 Energía 115
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10

Energía cinética y trabajo 115
Energía potencial y fuerzas conservativas 120
La fuerza como el gradiente de la energía potencial 128
La segunda condición para que F sea conservativa 131
Energía potencial dependiente del tiempo 134
Energía para sistemas lineales unidimensionales 136Sistemas curvilíneos unidimensionales 143
Fuerzas centrales 148
Energía de interacción de dos partículas 153
Energía de un sistema de muchas partículas 160
Principales definiciones y ecuaciones del Capítulo 4 166
Problemas para el Capítulo 4 167

CAPÍTULO 5 Oscilaciones
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9

177

La ley de Hooke 177
Movimiento armónico simple 180
Osciladores...