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PARTE III

Física: movimiento, energía, campos y materia

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Esta parte construye una física legible desde la medición y el movimiento hasta la energía, los campos, las ondas, la relatividad y la física cuántica. Sus capítulos 13–24 están publicados; las cuatro síntesis anteriores se conservan como archivos editoriales en sus direcciones históricas.

12 capítulos publicados · parte publicada íntegramente en el manuscrito de origen.

Capítulos#

  1. Medir el mundo físico: Cómo convertir una observación en una magnitud comparableEl capítulo explica por qué medir no es sólo asignar números, sino definir magnitudes, unidades, marcos de referencia, incertidumbres y modelos con dominio de validez.
    Secciones del capítulo
    1. 13.1. Magnitudes: qué se está comparando
    2. 13.2. Dimensiones: la gramática de las ecuaciones
    3. 13.3. Escalas: el mismo mundo no se ve igual en todos los tamaños
    4. 13.4. Vectores: magnitudes con dirección
    5. 13.5. Incertidumbre: medir no es adivinar ni obtener exactitud infinita
    6. 13.6. Modelos: representar para explicar y predecir
    7. 13.7. De la medición al capítulo siguiente
    8. Preguntas de transferencia
    9. Fuentes y lecturas del capítulo
  2. Movimiento y fuerzas: Por qué cambiar el movimiento exige interacciónEl capítulo distingue posición, velocidad y aceleración, y muestra cómo las leyes de Newton conectan cambios de movimiento con fuerzas, equilibrio y rozamiento.
    Secciones del capítulo
    1. 14.1. Posición, desplazamiento, velocidad y aceleración
    2. 14.2. La inercia: el movimiento uniforme no necesita empuje continuo
    3. 14.3. Fuerza neta y segunda ley de Newton
    4. 14.4. Acción y reacción: pares de fuerzas en cuerpos distintos
    5. 14.5. Peso, normal, tensión y rozamiento
    6. 14.6. Equilibrio y movimiento no son opuestos
    7. 14.7. Límites de la descripción newtoniana
    8. Preguntas de transferencia
    9. Fuentes y lecturas del capítulo
  3. Cantidad de movimiento y conservación: Cómo seguir un sistema cuando sus partes intercambian fuerzasEl capítulo explica la cantidad de movimiento, el impulso, las colisiones, el centro de masa y el papel de las simetrías en las leyes de conservación.
    Secciones del capítulo
    1. 15.1. Cantidad de movimiento: masa en movimiento vectorial
    2. 15.2. Impulso: fuerza durante tiempo
    3. 15.3. Sistemas, fuerzas internas y conservación
    4. 15.4. Colisiones: el momento se conserva aunque la energía visible cambie
    5. 15.5. Centro de masa: seguir el conjunto sin perder las partes
    6. 15.6. Torque, momento angular y equilibrio rotacional
    7. 15.7. Conservación y simetría
    8. 15.8. Conservación como herramienta, no como eslogan
    9. Preguntas de transferencia
    10. Fuentes y lecturas del capítulo
  4. Gravedad y órbitas: Cómo una atracción universal produce caída, peso, mareas y trayectorias orbitalesEl capítulo explica la gravedad clásica como campo e interacción, conecta caída libre con órbitas, introduce energía orbital y muestra límites de la descripción newtoniana.
    Secciones del capítulo
    1. 16.1. Peso, masa y caída libre
    2. 16.2. La ley de gravitación universal
    3. 16.3. Campo gravitatorio: fuerza por unidad de masa
    4. 16.4. Órbitas: caer sin llegar al suelo
    5. 16.5. Energía orbital y velocidad de escape
    6. 16.6. Mareas: la gravedad no tira igual de todas las partes
    7. 16.7. Límites de la gravedad clásica
    8. Preguntas de transferencia
    9. Fuentes y lecturas del capítulo
  5. Fluidos: presión, flotación y flujo: Cómo líquidos y gases transmiten fuerzas, sostienen cuerpos y se muevenEl capítulo explica presión, hidrostática, flotación, continuidad, viscosidad, turbulencia y circulación como formas de describir materia que fluye.
    Secciones del capítulo
    1. 17.1. Densidad y presión: fuerza distribuida
    2. 17.2. Hidrostática: por qué la presión aumenta con la profundidad
    3. 17.3. Empuje y flotación
    4. 17.4. Flujo y continuidad
    5. 17.5. Bernoulli: energía en un fluido ideal
    6. 17.6. Viscosidad y turbulencia
    7. 17.7. Circulación y transporte
    8. Preguntas de transferencia
    9. Fuentes y lecturas del capítulo
  6. Trabajo, energía y potencia: La contabilidad de los cambios físicosEl capítulo explica trabajo, energía cinética y potencial, conservación, potencia y eficiencia como herramientas para seguir transferencias y transformaciones.
    Secciones del capítulo
    1. 18.1. Trabajo: transferencia por fuerza y desplazamiento
    2. 18.2. Energía cinética y teorema trabajo-energía
    3. 18.3. Energía potencial: almacenar por configuración
    4. 18.4. Conservación de la energía mecánica
    5. 18.5. Potencia: la rapidez de transferir energía
    6. 18.6. Eficiencia y degradación
    7. Preguntas de transferencia
    8. Fuentes y lecturas del capítulo
  7. Temperatura, calor y termodinámica: Por qué la energía térmica fluye con dirección preferenteEl capítulo distingue temperatura, calor y energía interna, presenta las leyes de la termodinámica, la entropía y los límites de las máquinas térmicas.
    Secciones del capítulo
    1. 19.1. Temperatura no es calor
    2. 19.2. Capacidad calorífica, calor específico y cambios de estado
    3. 19.3. Modos de transferencia de calor
    4. 19.4. Primera ley: energía interna, calor y trabajo
    5. 19.5. Segunda ley y entropía
    6. 19.6. Del azar microscópico a la regularidad térmica
    7. 19.7. Gradientes y procesos fuera del equilibrio
    8. 19.8. Máquinas térmicas, refrigeradores y eficiencia
    9. 19.9. Termodinámica como límite de lo posible
    10. Preguntas de transferencia
    11. Fuentes y lecturas del capítulo
  8. Electricidad y circuitos: Cómo las cargas y los campos permiten transferir energía de forma controladaCarga, campo, potencial y corriente explicados mediante circuitos, resistencia y potencia, distinguiendo el movimiento de cargas de la transferencia de energía.
    Secciones del capítulo
    1. 20.1. Carga eléctrica y fuerza eléctrica
    2. 20.2. Campo eléctrico: fuerza por unidad de carga
    3. 20.3. Potencial eléctrico y voltaje
    4. 20.4. Corriente y resistencia
    5. 20.5. Circuitos: serie, paralelo y conservación
    6. 20.6. Potencia eléctrica y disipación
    7. 20.7. De la electricidad al magnetismo
    8. Preguntas de transferencia
    9. Fuentes y lecturas del capítulo
  9. Magnetismo e inducción: Cómo las cargas en movimiento conectan campos, fuerzas y generación eléctricaEl capítulo explica campos magnéticos, fuerzas sobre cargas y corrientes, inducción electromagnética, motores, generadores y la unidad profunda entre electricidad y magnetismo.
    Secciones del capítulo
    1. 21.1. Campo magnético: dirección y efecto
    2. 21.2. Fuerza magnética sobre cargas móviles
    3. 21.3. Fuerzas sobre corrientes y motores
    4. 21.4. Campos producidos por corrientes
    5. 21.5. Inducción electromagnética: cambiar flujo produce voltaje
    6. 21.6. Generadores, transformadores e inducción mutua
    7. 21.7. Electromagnetismo: una interacción unificada
    8. Preguntas de transferencia
    9. Fuentes y lecturas del capítulo
  10. Oscilaciones, ondas, sonido, luz y radiación: Cómo las perturbaciones transportan energía e información sin transportar materia de la misma formaEl capítulo explica frecuencia, longitud de onda, interferencia, resonancia, sonido, luz, espectro electromagnético, óptica y transporte de información.
    Secciones del capítulo
    1. 22.1. Qué es una onda
    2. 22.2. Superposición, interferencia y difracción
    3. 22.3. Oscilaciones y resonancia: cuando el sistema responde con especial intensidad
    4. 22.4. Sonido: presión que se propaga en un medio
    5. 22.5. Luz y espectro electromagnético
    6. 22.6. Óptica: rayos, ondas y límites
    7. 22.7. Ondas como transporte de información
    8. Preguntas de transferencia
    9. Fuentes y lecturas del capítulo
  11. Relatividad: Qué cambia cuando espacio, tiempo y gravedad dejan de ser absolutosEl capítulo explica relatividad especial y general: simultaneidad, dilatación temporal, energía y masa, gravedad geométrica y evidencias observacionales.
    Secciones del capítulo
    1. 23.1. El problema de la simultaneidad
    2. 23.2. Intervalo espacio-temporal y cono de luz
    3. 23.3. Dilatación temporal y contracción de longitudes
    4. 23.4. Energía, masa y cantidad de movimiento relativista
    5. 23.5. Equivalencia y gravedad geométrica
    6. 23.6. Evidencia experimental y observacional
    7. 23.7. Límites y conexión con la física cuántica
    8. Preguntas de transferencia
    9. Fuentes y lecturas del capítulo
  12. Física cuántica, núcleos y partículas: Cómo cambia la descripción de la materia al descender de escalaCuantización, probabilidad, incertidumbre, átomos, núcleos, radiactividad y partículas: por qué la materia exige modelos distintos al cambiar de escala.
    Secciones del capítulo
    1. 24.1. Cuantización: no todo cambia de forma continua
    2. 24.2. Estados, probabilidad e incertidumbre
    3. 24.3. Dualidad y medición
    4. 24.4. Átomos: estabilidad y espectros
    5. 24.5. Núcleos: protones, neutrones y energía de enlace
    6. 24.6. Radiactividad: azar individual, ley estadística
    7. 24.7. Partículas elementales y modelo estándar
    8. 24.8. Qué queda preparado para la química y la astronomía
    9. Preguntas de transferencia
    10. Fuentes y lecturas del capítulo

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Mapa de conexiones#

Figura 0.2 — De las interacciones a las estructuras y sus señales
MOVIMIENTO E INTERACCIONES ──► BALANCES DE ENERGÍA
             │                         │
             │                         └──► TEMPERATURA, ENTROPÍA Y LÍMITES
             ▼
CAMPOS Y ONDAS ────────────────────────────► TRANSMISIÓN DE SEÑALES
             │                                      │
             ▼                                      │
RELATIVIDAD Y FÍSICA CUÁNTICA                         │
             │                                      │
             ├──► ÁTOMOS Y ENLACES ──► SUSTANCIAS     │
             │                                      │
             └──► ESTRELLAS Y EVOLUCIÓN CÓSMICA ◄─────┘
                           observación e inferencia

El esquema representa dependencias explicativas, no una secuencia temporal única. La química utiliza principios físicos sin reducir su aprendizaje a resolver todas las ecuaciones microscópicas. La astronomía combina mecanismos materiales con inferencia a partir de señales. Las flechas no implican que cada nivel explique por sí solo todos los demás.

Bibliografía de la parte#

Consultar las fuentes y orientaciones de lectura de esta parte →