ohanian fisica 3e contenido volumen 1

P art E

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Movimiento,
fuerza y energía

CONTENIDO

 
En el lanzamiento, el conjunto del transbordador espacial,
incluidos el tanque exterior de
combustible y los cohetes
aceleradores auxiliares, tiene
una masa de 2 × 106 kg. El
empuje de los potentes motores de cohete, entre ellos los
motores principales del orbitador del transbordador que
aquí se muestra, acelera todo
el vehículo delanzamiento a
la velocidad del sonido en sólo
45 segundos.

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CAPÍTULO 1

Espacio, tiempo y masa

CAPÍTULO 2

Movimiento rectilíneo

CAPÍTULO 3

Vectores

CAPÍTULO 4

Movimiento en dos y tres dimensiones

CAPÍTULO 5

Leyes del movimiento de Newton

CAPÍTULO 6

Más aplicaciones de las leyes de Newton

CAPÍTULO 7

Trabajo y energía

CAPÍTULO 8

Conservación de la energía

CAPÍTULO 9Gravitación

CAPÍTULO 10

Sistemas de partículas

CAPÍTULO 11

Choques

CAPÍTULO 12

Rotación de un cuerpo rígido

CAPÍTULO 13

Dinámica de un cuerpo rígido

CAPÍTULO 14

Estática y elasticidad

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CAPÍTULO

1

Espacio, tiempo
y masa

CONCEPTOS EN CONTEXTO
1.1

Coordenadas y marcos
de referencia

1.2

La unidad de longitud

1.3

La unidad de tiempo

1.4

La unidad demasa

1.5

Unidades derivadas

1.6

Cifras significativas;
coherencia de unidades
y conversión de unidades

Los geólogos y los topógrafos utilizan un dispositivo láser para medir
distancias. Este mecanismo emite un haz de luz hacia un espejo colocado
a una distancia desconocida y mide el tiempo que tarda el haz en viajar al
espejo y regresar. Una vez medido este tiempo de viaje redondo y lavelocidad conocida de la luz, se calcula la distancia. Como la rapidez de la luz
es muy alta, el tiempo del recorrido total es muy pequeño.
Con la definición de las unidades de distancia y tiempo que se dan en
este capítulo, pueden considerarse las siguientes preguntas:

Conceptos
en
contexto

? ¿Qué tan lejos viaja la luz en una pequeña fracción de segundo?
(Ejemplo 1, página 10)

? ¿Cómo se imita laprecisión en la determinación de la distancia por la
precisión en la medición del tiempo? (Ejemplo 3, página 15)

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1.1   Coordenadas y marcos de referencia

E

l investigador de cualquier fenómeno: terremoto, relámpago, choque entre dos barcos, debe comenzar preguntando ¿dónde y cuándo sucedió? Los fenómenos ocurren
en puntos del espacio y eninstantes de tiempo. Un fenómeno complicado, como el
choque entre dos buques, se extiende a muchos puntos del espacio y del tiempo. Pero
sin importar lo complicado que sea, cualquier fenómeno puede describirse totalmente
expresando lo que ocurrió en diversos puntos del espacio y en sucesivos instantes del
tiempo. Las mediciones de las posiciones y los tiempos necesitan la utilización de cuadrículas decoordenadas y marcos de referencia, que se discutirán en la primera sección
de este capítulo.
Los barcos y otros cuerpos macroscópicos están hechos de átomos. Debido a que
los tamaños de los átomos son extremadamente pequeños en comparación con las dimensiones de los cuerpos macroscópicos, puede considerarse a los átomos como masas
casi puntuales, para la mayoría de los fines prácticos. Una masapuntual sin tamaño ni
estructura interna discernibles se llama partícula ideal. En cualquier instante del tiempo,
la par­tícu­la ideal ocupa un solo punto del espacio. Además, la partícula tiene masa. Y
eso es todo: si se conoce la posición que ocupa una partícula ideal en cada instante del
tiempo y se sabe su masa, entonces se conoce todo lo que puede saberse de la partícula.
La posición, el tiempoy la masa dan una descripción completa del comportamiento y de los
atributos de una partícula ideal.* Como cada cuerpo macroscópico consiste de partículas,
es posible describir su comportamiento y sus atributos describiendo las partículas que
lo conforman. Así, las mediciones de posición, tiempo y masa son de importancia fundamental en la física. En secciones posteriores de este capítulo se...