Física para ingeniería y ciencias. Vol. 1 - Wolfgang Bauer-FREELIBROS.ORG

I-10 Índice

del proyectil al moverse, 83 cartesianas, 72 de suma para funciones trigonométricas, 534
energía cinética de, 322, 340 ortogonales, 259, 261 de Torricelli, 440
grados de libertad de, 628, 629 Sobreamortiguamiento, 473 del trabajo y la energía, 186, 187
inferior, 84 Sólido(s) 420 del trabajo y la energía cinética, 149, 150, 333
horaria, 357 deformaciones de los, 421
lateral, 84 Solución de onda, 508 para el momento de torsión constante, 333
periodo de, 284 Sonido(s), 212, 525 del valor medio, 319
rapidez angular de, 342 de alta frecuencia, 535 fundamental del cálculo diferencial e integral,
fuentes coherentes de, 533
S reconocimiento de, 525 46
relativo, 530 Teoría(s)
Satélite(s) Sonómetro, 530
energía cinética de un, 402 Spin, 343 cinética, 624
geosincrónico, 403 Subamortiguamiento, 471 del gas ideal, 615, 623
geostacionarios, 400, 402 Sublimación, 593
Suma cuántica, 229
Sedimentación, proceso de, 288 propiedad conmutativa de la, 25 de cuerdas, 5, 514
Segunda ley vectorial de todo, 5
gráfica, 26 de la relatividad, 1
de la termodinámica, 650, 654, 664 propiedad conmutativa de la, 25
de Kepler, 396 Sumideros de calor pasivos, 605 general de Einstein, 514
de Newton, 107, 108, 149, 207, 291, 296, Superposición del caos, 229
de las fuerzas, 384 geocéntrica, 395
355 de pulsos de onda, 508 Tercera ley
para el centro de masa, 251, 252 del movimiento del centro de masa, 256 de conservación, 338
para el movimiento de rotación, 328 principio de, 383, 384, 508, 509 de Kepler, 397
para movimiento lineal, 329 Sustentación, 437 de la termodinámica, 559
empírica de los gases, 616 de Newton, 107, 108, 211, 220, 252, 253, 383
Segundo armónico, 511 T empírica de los gases, 617
Segundo(s), 11 Termistores, 563
Semieje Tabla periódica de los elementos, 419 Termodinámica, 141, 557
mayor de la elipse, 396 Tasa de flujo másico, 435 conservación energética de la primera ley de
menor de la elipse, 396
Sidespin (giro hacia los lados), 438 unidad de la, 435 la, 664
Simetría Técnica de asistencia gravitacional, 394 enunciación de
de la física, principios de, 8 Teléfonos de touch-tone, 543
plano de, 263 Telescopio Espacial Hubble, 338, 400 Clausius para la segunda ley de la, 665
Sismología de reflexión, 505 Témpanos de hielo, 431 Kelvin-Planck sobre la segunda ley de
Sistema Temperatura(s), 582
aislado, 177, 211 la, 664
energía dentro de un, 177 ambiente con, 582 Termómetro, 558
cerrado, 586 concepto de, 557
cambio en la energía interna de un, 586 de cero absoluto, 558 bimetálico, 563
con temperatura, 582 de fondo del universo, 573 de expansión de mercurio, 558, 563
de átomos ionizados, 420 de un objeto, 557 primario, 563
de billar de Sinai, 228 del punto triple del agua, 563 secundario, 563
de coordenadas diferencia de, 557 Termopares, 563
cartesianas, 24, 72, 259, 261 medición de la, 558, 563 Termosfera, 636
unidimensionales, 24 rangos de, 557 Tevatron de Fermilab, 226
de partículas, 336 sistema con, 582 Thumper-trucks, 505
momento angular total del, 336 superficial promedio de la tierra, 571, 604 Tiempo, 16
de protección térmica, 599 Tensión, 101, 421 de Poincaré de un sistema, 651
de unidades SI, 11, 12 de la cuerda, 291, 526 escalas humanas de, 16
desordenado, 670 en la cuerda, 109 finito de reacción, 53
inglés de unidades, 11 esfuerzo en, 421 función
internacional de unidades (SI), 11, 12 Teorema
MKSA, 11 de Carnot, 656, 665 cuadrática del, 47
ordenado, 670 de equipartición, 624, 629 lineal del, 47
sin fuerzas externas, 211 de los ejes paralelos, 320 interferencia de dos ondas en el, 534
Solar, 385 de Pitágoras, 28 recurrente de Poincaré, 651
tiempo de Poincaré de un, 651 de recurrencia de Poincaré, 651 Tipos de fuerzas, 101-103
tridimensional de coordenadas, 24 Tiras bimetálicas, 563
Topspin (giro hacia delante), 438
Tormentas circulares, 582
Torr, 425
Torsión
antihorarios, momentos de, 357, 360
horarios, momentos de, 357, 360
momento de, 327, 328, 332, 335, 356
neto cero, momento de, 357

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Índice I-11

Trabajo de presión, 425 negativo, 25
definición de, 145 de velocidad angular, 284 por sí mismo, producto escalar de un, 147
negativo, 145, 586 de viscosidad, 442 por un escalar negativo, multiplicación de
neto hecho por una fuerza neta, 148 del momento de torsión, 327
positivo, 145, 586 kilowatt-hora (kWh), 158 un, 27
propiedad aditiva del, 148 poiseuille (Pl), 442 radial unitario, 281, 287
y la energía segundos inversos, 284 representación cartesiana de un, 25
cinética, teorema del, 149, 150 SI de potencia, 158 revertido, 25
teorema del, 186, 187 térmica británica (BTU), 583 tangencial unitario, 281, 285, 287
Unidades valor absoluto de un, 77
Trabajo realizado por de ángulo, 12 velocidad, 206
un momento de torsión, 332 Vectores, 23
una fuerza, 332 sólido, 12 conjunto ortonormal de, 147
conservativa, 171, 173 de energía, factores de conversión para las, coplanares, 111
finales de momento, 211, 212
Transferencia de energía, 583 583 iniciales de momento, 211, 212
térmica, 591, 596, 652 de la intensidad, 529 ortogonales, 28, 146
deducidas, 12
Transición de flujo laminar a turbulento, 434, 444 sistema inglés de, 11 entre sí, 147
Transiciones de fase, 592 métricas, 11 resultante de, 25
Transmisión de ondas electromagnéticas, 602 para la capacidad calorífica, 589 unitarios, 27, 147
Transporte para la conductividad térmica, 596
SI deducidas, 12 producto escalar para, 147
de energía por ondas, 502 Velocidad, 40, 459
humano Segway, 370 básicas, 11, 12
Traslación, grados de libertad de, 629 sistema internacional de, 11, 12 a lo largo de una línea, 73
Trayectoria Uso subterráneo de explosivos, 505 angular, 283, 284, 285, 335, 496
ápice de la, 77
cerrada, 171, 585 V media, 283
de un proceso isotérmico en un diagrama unidad de, 284
Valor absoluto cambio en la, 36, 73
pV, 589 de la velocidad, 77 constante, objeto en movimiento con,
de un proyectil en dos dimensiones, 76 de un vector, 77
procesos dependientes de la, 585 del vector de desplazamiento, 38 107
Tribología, 123 de derrame, 440
Trigeneración, 658 Valor medio, teorema del, 319 de escape, 393
Tsunami, 503 Valores pequeños de la constante de
Tubo mínima, 393
abierto, 543 amortiguamiento, 470 de la luz, 15
de Venturi, 439 Vapor de agua, 604 de onda en una cuerda, 500
semiabierto, 543 Variable en dos o más dimensiones, 73
Túnel de viento, 418 instantánea, 40
pruebas de, 418 de integración, 153 lineal, 284, 285
Tunneling, 192 muda, 152
de la fuerza de fricción, 122
U de integración, 153 media, 40
Variación de presión, 525 relativa, 84-85, 213, 220
Ubicación puntual de un objeto, 36 Vector valor absoluto de la, 77
Ultracentrifugadora, 288 Vibración, 220
Ultrasonido axial, 327 Vibraciones, 173
con un escalar positivo, multiplicación de mecánicas, 494
efecto Doppler de, 540 Viscosidad
ondas de, 529 un, 27 de un fluido, 434, 442
representación de imágenes por, 529, 539 de aceleración, definición de, 43 definición de, 442
Umbral del oído humano, 529, 532 de desplazamiento, 24, 37, 148 unidad de, 442
Unidad Volumen
año luz, 15 componentes de un, 25 constante, calor molar específico con, 627,
astronómica, 15 valor absoluto del, 38
de aceleración, 103 de fuerza, 148 628
de energía, 143, 583 gravitacional, 103 de un gas, 615
de fuerza, 103 de posición, 37 del fluido, 442
de la tasa de flujo másico, 435 del momento, 206 integral tridimensional de, 259, 260, 261
de masa, 103 angular, regla de la mano derecha para el,
W
atómica, 225 336, 337
del objeto, 216 Watt (W), 158
dirección de un, 23, 25 World Wide Web (www), 2
inverso, 25, 26
magnitud de un, 23

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Constantes numéricas

Constantes fundamentales Símbolo Valor

Nombre c 2.99792458 · 108 m s–1
1.602176487(40) · 10–19 C
Velocidad de la luz en el vacío e 6.67428(67) · 10–11 m3 kg–1 s–2
Carga elemental 6.62606896(33) · 10–34 J s
Constante universal gravitatoria G 1.3806504(24) · 10–23 J K–1
Constante de Planck 6.02214179(30) · 1023 mol–1
Constante de Boltzmann h 8.314472(15) J mol–1 K–1
Número de Avogadro 9.10938215(45) · 10–31 kg
Constante universal de los gases kB 1.672621637(83) · 10–27 kg
Masa de un electrón NA 1.674927211(84) · 10–27 kg
Masa de un protón R 4 · 10–7 N A–2
Masa de un neutrón 8.854187817... · 10–12 N A–2
Permeabilidad magnética del espacio libre me 5.760400(40) · 10–8 W m–2 K–4
Permitividad eléctrica del espacio libre mp
Constante de Stefan-Boltzmann mn

0
0 = 1/(0c2)


Fuente: National Institute of Standards and Technology, http://physics.nist.gov/constants. Los números en paréntesis muestran la
incertidumbre en los dígitos finales del número citado. Por ejemplo, 6.67428(67) significa 6.67428 ± 0.00067. Los valores que se muestran
sin incertidumbres son exactos.

Otras constantes útiles Símbolo Valor
g
Nombre atm 9.81 m s–2
1.01325 · 105 Pa
Aceleración estándar debida a la gravedad u 22.413996(39) litro/mol
Presión atmosférica estándar a 20 °C eV 4.186 J/cal
Volumen de gas ideal a 0 °C y 1 atm uc2 1.660538782(83) kg
Equivalente mecánico del calor 1.602176487(40) · 10–19 J
Unidad de masa atómica mec2 931.494028(23) MeV
Electrón-volt mpc2 0.510998910(13) MeV
Equivalente energético de unidad de masa atómica mnc2 938.272013(23) MeV
Equivalente energético de masa electrónica 939.565346(23) MeV
Equivalente energético de masa protónica ħ 1.054571628(53) · 10–34 J s
Equivalente energético de masa neutrónica ħc 197.3269631(49) MeV fm
Constante de Planck dividida entre 2 0.52917720859(36) · 10–10 m
Constante de Planck dividida entre 2 por c a0
Radio de Bohr

Fuente: National Institute of Standards and Technology, http://physics.nist.gov/constants. Los números en paréntesis muestran la
incertidumbre en los dígitos finales del número citado. Por ejemplo, 6.67428(67) significa 6.67428 ± 0.00067. Los valores que se muestran
sin incertidumbres son exactos.

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Factores de conversión de unidades Aceleración

Longitud 1 m/s2 = 100 cm/s2 = 3.281 ft/s2
1 cm/s2 = 0.01 m/s2 = 0.03281 ft/s2
1 m = 100 cm = 1 000 mm = 106 m = 109 nm 1 ft/s2 = 0.3048 m/s2 = 30.48 cm/s2
1 km = 1 000 m = 0.6214 mi
1 m = 3.281 ft = 39.37 in Masa
1 cm = 0.3937 in
1 in = 2.54 cm (exactamente) 1 kg = 1 000 g = 0.0685 slug
1 ft = 30.48 cm (exactamente) 1 slug = 14.95 kg
1 yd = 91.44 cm (exactamente) 1 kg tiene un peso de 2.205 lb cuando g = 9.807 m/s2
1 mi = 5 280 ft = 1.609344 km (exactamente) 1 lb tiene una masa de 0.4546 kg cuando g = 9.807 m/s2
1 Angstrom = 10–10 m = 10–8 cm = 0.1 nm
1 milla náutica = 6 080 ft = 1.152 mi Fuerza
1 año-luz = 9.461 · 1015 m
1 N = 0.2248 lb
Área 1 lb = 4.448 N
1 piedra = 14 lb = 62.27 N
1 m2 = 104 cm2 = 10.76 ft2
1 cm2 = 0.155 in2 Presión
1 in2 = 6.452 cm2
1 ft2 = 144 in2 = 0.0929 m2 1 Pa = 1 N/m2 = 1.450 · 10–4 lb/in2 = 0.209 lb/ft2
1 hectárea = 2.471 acres = 10 000 m2 1 atm = 1.013 · 105 Pa = 101.3 kPa = 14.7 lb/in2 = 2 117 lb/ft2 =
1 acre = 0.4047 hectáreas = 43 560 ft2
1 mi2 = 640 acres 760 mm Hg = 29.92 in Hg
1 yd2 = 0.8361 m2 1 lb/in2 = 6 895 Pa
1 lb/ft2 = 47.88 Pa
Volumen 1 mm Hg = 1 torr = 133.3 Pa
1 bar = 105 Pa = 100 kPa
1 litro = 1 000 cm3 = 10–3m3 = 0.03531 ft3 = 61.02 in3 =
33.81 onzas fluidas Energía

1 ft3 = 0.02832 m3 = 28.32 litros = 7.477 galones 1 J = 0.239 cal
1 galón = 3.788 litros 1 cal = 4.186 J
1 cuarto de galón = 0.9463 litro 1 Btu = 1 055 J = 252 cal
1 kW · h = 3.600 · 106 J
Tiempo 1 ft · lb = 1.356 J
1 eV = 1.602 · 10–19 J
1 min = 60 s
1 h = 3 600 s Potencia
1 día = 86 400 s
1 semana = 604 800 s 1W=1Js
1 año = 3.156 · 107 s 1 hp = 746 W = 0.746 kW = 550 ft · lb/s
1 Btu/h = 0.293 W
Ángulos 1 GW = 1 000 MW = 1.0 · 109 W
1 kW = 1.34 hp
1 rad = 57.30° = 180°/
1° = 0.01745 rad = (/180) rad Temperatura
1 rev = 360° = 2 rad
1 rev/min (rpm) = 0.1047 rad/s = 6°/s Fahrenheit a Celsius: TC = 5 (TF –32 °F)
9
Rapidez Celsius a Fahrenheit: = 9 + 32 °C
TF 5 TC
1 milla por hora (mph) = 0.4470 m/s = 1.466 ft/s = Celsius a Kelvin: TK = TC + 273.15 °C
1.609 km/h Kelvin a Celsius: TC = TK – 273.15 K

1 m/s = 2.237 mph = 3.281 ft/s
1 km/h = 0.2778 m/s = 0.6214 mph
1 ft/s = 0.3048 m/s
1 nudo = 1.151 mph = 0.5144 m/s

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