Hurtado Márquez, Alejandro
Prefacio Parte 1. Física básica
Capítulo 1. Unidades y medidas1.1 La física y el mundo natural1.2 Cantidades físicas fundamentales1.2.1 Unidades patrón1.2.2 Unidades derivadas1.2.3 Ejemplos de unidades derivadas1.3 Conversión de unidades1.3.1 Análisis dimensional Capítulo 2. Escalares y vectores2.1 Descomposición de un vector2.2 Vectores unitarios2.3 Operaciones entre vectores2.3.1 Suma de vectores2.3.2 Multiplicación de un escalar por un vector2.3.3 Producto escalar entre dos vectores2.3.4 Producto vectorial entre dos vectores Capítulo 3. Movimiento unidimensional3.1 Variables cinemáticas3.1.1 Desplazamiento3.1.2 Velocidad3.1.3 Aceleración3.2 Clasificación de los movimientos rectilíneos3.2.1 Movimiento rectilíneo uniforme3.2.2 Movimiento rectilíneo con aceleración constante3.2.3 Caída libre3.2.4 Movimiento rectilíneo con aceleración variable Capítulo 4. Movimiento bidimensional4.1 Variables cinemáticas, vectores: posición, desplazamiento, velocidad y aceleración4.1.1 Posición4.1.2 Desplazamiento4.1.3 Velocidad media4.1.4 Velocidad instantánea4.1.5 Aceleración media4.2 Movimiento de proyectiles4.3 Partícula en movimiento circunferencial4.3.1 Movimiento circunferencial uniforme4.4 Aceleraciones tangencial y radial Capítulo 5. Leyes del movimiento5.1 Primera ley de Newton: ley de la inercia5.2 Segunda ley de Newton: concepto de fuerza5.3 Tercera ley de Newton: ley de acción y reacción5.4 Interacciones fundamentales en la naturaleza5.4.1 Fuerzas a distancia5.4.2 Fuerza debida al campo gravitacional: concepto de peso5.4.3 Fuerzas de contacto5.5 Diagramas de cuerpo libre5.5.1 Propuesta de secuencia de pasos para aplicar las leyes de Newton Capítulo 6. Introducción a los conceptos de Trabajo y Energía6.1 Concepto de trabajo6.1.1 Trabajo debido a una fuerza constante6.1.2 Trabajo debido a una fuerza variable en el caso unidimensional6.2 Teorema del trabajo y la energía6.3 Energía potencial6.4 Fuerzas conservativas y no conservativas6.4.1 Fuerzas conservativas6.4.2 Fuerzas no conservativas6.5 Ley de conservación de la energía6.5.1 Conservación de la Energía Mecánica6.5.2 Conservación de la energía cuando existen fuerzas no conservativas6.6 Potencia6.6.1 Potencia promedio6.6.2 Potencia instantánea Parte 2. Física experimental básica Capítulo 7. Medición, incertidumbre y sus técnicas7.1 Cifras significativas7.2 Técnicas para expresar una medida y su incertidumbre7.2.1 Errores de lectura por apreciación7.2.2 Errores de lectura sistemáticos7.2.3 Errores casuales7.3 Cálculos de incertidumbre7.3.1 Incertidumbre absoluta, incertidumbre relativa e incertidumbre porcentual Capítulo 8. Nociones de Análisis gráfico y estadístico de datos8.1 Prácticas de laboratorio en la enseñanza de la física8.2 Análisis gráfico8.2.1 Elaboración de gráficas8.2.2 Relaciones lineales8.2.3 Proceso de linealización de curvas8.2.4 Relaciones de la forma: y=axn8.2.5 ¿Cómo graficar en papel log- log8.3 Salto tecnológico en el análisis gráfico8.4 Análisis de regresión y líneas de tendencia8.4.1 Regresión lineal8.4.2 Otros análisis de regresión8.5 Prácticas de laboratorio con sistemas de adquisición de datos8.6 Software de cálculo matemático y de simulación para la enseñanza de la física Parte 3. Matemática básica Capítulo 9. Conjuntos numéricos9.1 Números reales9.1.1 Representación gráfica de los números reales9.1.2 Conjuntos e intervalos9.1.3 Valor absoluto y distancia9.2 Propiedades de los exponentes y radicales9.2.1 Propiedades de los radicales9.2.2 Exponentes racionales9.3 Proceso de racionalización de radicales Capítulo 10. Nociones de álgebra10.1 Suma algebraica10.1.1 Uso del paréntesis en expresiones algebraicas10.2 Multiplicación algebraica10.2.1 Multiplicación de monomios10.2.2 Multiplicación de polinomios10.3 División algebraica10.3.1 División de monomios10.3.2 División entre fracciones algebraicas10.3.3 División de polinomios entre monomios10.3.4 División entre polinomios10.4 Productos notables10.4.1 Cuadrado de un binomio10.4.2 Cubo de un binomio10.4.3 Potencia de binomios10.5 Otros productos notables10.5.1 Producto de la suma por la diferencia de dos cantidades10.5.2 Producto de dos binomios que poseen un término común10.6 Factorización10.6.1 Factor común10.6.2 Factor común por agrupación de términos10.6.3 Factorización de expresiones algebraicas con exponentes racionales10.6.4 Trinomio cuadrado perfecto..10.6.5 Trinomio cuadrado de la forma: x2+bx+c.10.6.6 Trinomio de la forma: ax2+bx+c10.6.7 Diferencia de cuadrados10.6.8 Cubo perfecto de binomios10.6.9 Suma o diferencia de cubos perfectos10.6.10 Factorización de expresiones algebraicas con exponentes racionales10.7 Ecuaciones10.7.1 Clasificación de las ecuaciones10.7.2 Ecuaciones lineales10.7.3 Ecuaciones cuadráticas10.8 Sistemas de ecuaciones10.8.1 Ecuaciones lineales simultáneas con dos incógnitas10.9 Ecuaciones con expresiones algebraicas racionales o radicales10.9.1 Ecuaciones con expresiones algebraicas racionales10.9.2 Ecuaciones con expresiones algebraicas radicales10.9.3 Sistema de ecuaciones no lineales Capítulo 11. Elementos de geometría11.1 Conceptos primarios de la geometría11.1.1 Punto geométrico11.1.2 Recta 11.1.3 Semirrecta.11.1.4 Segmento11.1.5 Curva (o línea curva)11.1.6 El plano11.1.7 Semiplano11.1.8 Ángulo11.2 Figuras geométricas11.2.1 Clasificación de las figuras geométricas11.3 Segmentos proporcionales11.3.1 Semejanza de polígonos11.4 Perímetro y áreas de las figuras planas11.5 Cuerpos geométricos11.6 Software de cálculo algebraico y de simulación para la enseñanza dela geometría Capítulo 12. Función matemática12.1 Función lineal12.2 Función cuadrática12.3 Función valor absoluto12.4 Función exponencial12.5 Función logarítmica12.6 Función polinómica12.7 Función racional Capítulo 13. Nociones de Trigonometría13.1 Funciones trigonométricas13.1.1 Valores de las funciones trigonométricas de ángulos notables13.2 Representación gráfica de las funciones trigonométricas y sus inversas...13.2.1 Gráfica de las funciones trigonométricas13.2.2 Gráfica de las funciones trigonométricas inversas13.3 Identidades trigonométricas13.4 Ecuaciones trigonométricas13.5 Otras relaciones entre funciones trigonométricas13.5.1 Conversión de producto de funciones trigonométricas a suma de funciones trigonométricas y viceversa13.6 Resolución de triángulos13.6.1 Triángulos rectángulos13.6.2 Triángulos oblicuángulos Apéndice A1 Alfabeto griegoApéndice A2 Factores de conversión de unidadesApéndice A3 Constantes físicas fundamentalesApéndice A4 Coeficientes de rozamientoBibliografía
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La enseñanza de la física, las matemáticas, y las diferentes metodologías que pueden ser utilizadas para que los alumnos logren aprendizajes en estas áreas del conocimiento, no suele ser una tarea fácil, así como escribir un texto que permita aproximarse a esos objetivos no será algo menor. Sin embargo, con el presente libro se pretende acercar a los estudiantes a que adquieran una mayor conceptualización de los principios básicos de la física, y que con las herramientas que brinda la matemática: la geometría, el álgebra, las funciones y la trigonometría, entre otras, puedan consolidar el análisis de las fenomenologías que desde la física hacen comprender un poco más nuestra naturaleza. El texto ha sido pensado para estudiantes que ingresan a los primeros cursos de universidad en el área de física y que estén involucrados con este campo del conocimiento. Hay que precisar que el texto es el resultado de una necesidad de tener un documento que dé soporte al espacio académico física y matemática básica, para los alumnos de la Licenciatura en Física de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Fundamentado en lo anterior, se plasman conceptos, ideas, ejemplos de aplicación, ejercicios de desafío, trucos, notas didácticas, uso de software de simulación, entre muchas otras intencionalidades en la enseñanza de la física, que aparecen inmersas en el escrito. El libro se ha dividido en tres grandes temas: física básica, física experimental básica y matemática básica, que a su vez le dan solidez y estructura al documento. En cada una de esas organizaciones temáticas, siempre se ha enfatizado en ejemplos y ejercicios que dan soporte a conceptos físicos, incluso en los capítulos dedicados exclusivamente a la matemática básica. El texto también puede ser usado por estudiantes de profesiones afines a la física: Licenciados en Ciencias Naturales e Ingenieros.
