Descripción
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Descripción:
En la actualidad, el ser humano necesita contar con una sólida formación científica para
poder comprender el mundo que le rodea. Esto le permitirá no sólo obtener un mayor beneficio
en el uso de aparatos e instrumentos tecnológicos y sus aplicaciones en el entorno, sino
también tomar mejores decisiones en beneficio de sí mismo, de la sociedad y de la naturaleza.
Esta formación científica incluye el aprendizaje de la física, disciplina considerada por
muchos el pilar de la ciencia y la tecnología moderna.
La física es la ciencia natural que ha logrado los mayores avances en la explicación de
una gran cantidad de fenómenos y además representa el mejor ejemplo de cómo ha progresado
el conocimiento humano. Por estas razones, su estudio se incluye como una materia
básica en bachillerato.
En virtud de la importancia que tiene la física para cualquier persona y para la sociedad
en general, el aprendizaje de esta disciplina en el nivel medio superior debe considerarse una
actividad cultural que requiere la adquisición de conocimiento y habilidades, cierta experiencia
en actividades científico-investigadoras y por último actitudes y valores que posibiliten
al alumno, y al docente, reconocer los beneficios de la ciencia y los inconvenientes del
uso irresponsable de la misma.
El estudio de la física en este nivel educativo permite al alumno adquirir competencias
orientadas a la resolución de problemas cotidianos y comprender su entorno de manera
racional mediante el conocimiento y la aplicación de los métodos y procedimientos que
emplean las ciencias naturales.
Tabla de contenidos:
Front Matter
Acerca del autor
Presentación
Propósitos de este libro
Aprendizaje con base en competencias
Características del libro
Conoce tu libro
Competencias genéricas y disciplinares
Bloque I: Fluidos en reposo y en movimiento: Explicas el comportamiento de los fluidos
Objetos de aprendizaje
Desempeños del estudiante al concluir el bloque
Competencias a desarrollar
Contenido
Articulación de competencias
Evaluación diagnóstica
Introducción
Figura 1.1
1.1: Mecánica de fluidos
Reflexiona
1.2: Naturaleza atómica de la materia
Figura 1.2
Estructura general de un átomo
Figura 1.3
Características del núcleo del átomo
Características de los electrones
El átomo es neutro
Figura 1.4
Tabla 1.1: Partículas nucleares de algunos átomos
Molécula
1.3: Estados de la materia
Reflexiona
Figura 1.5
El estado sólido
Figura 1.6
Figura 1.7
El estado líquido
Figura 1.8
Figura 1.9
Tabla 1.2: Diferencias entre sólidos y líquidos
El estado gaseoso
Figura 1.10
Figura 1.11
Tabla 1.3: Diferencias entre gases y líquidos
Fluidos
Figura 1.12
El plasma
Condensado Bose-Einstein
Reflexiona
1.4: Tensión superficial
La física en la vida cotidiana
Figura 1.13
Figura 1.14
Tabla 1.4: Tensión superficial de algunos líquidos
Problemas ejemplo
Figura 1.15
Solución
Evaluación formativa
Reflexiona
1.5: Fuerzas de cohesión y adhesión
Figura 1.16
Capilaridad
Figura 1.17
Reflexiona
1.6: Densidad absoluta
Tabla 1.5: Densidades absolutas de varias sustancias
Problemas ejemplo
Solución
Densidad relativa
Figura 1.18
Problemas ejemplo
Solución
1.7: Peso específico
Problemas ejemplo
Solución
La física en la vida cotidiana
Evaluación formativa
1.8: Presión
Figura 1.19
Problemas ejemplo
Solución
La física en la vida cotidiana
Figura 1.20
Evaluación formativa
1.9: Hidrostática
Presión hidrostática
Figura 1.21
Figura 1.22
Figura 1.23
Problemas ejemplo
Solución
Figura 1.24
Figura 1.25
1.10: Atmósfera
Figura 1.26
La física en la vida cotidiana
Presión atmosférica
Figura 1.27
Barómetros
Figura 1.28
Figura 1.29
Presión absoluta
Problemas ejemplo
Solución
1.11: Ecuación fundamental de la hidrostática
Figura 1.30
La física en la vida cotidiana
Evaluación formativa
1.12: Principio de Pascal
Aplicaciones del principio de Pascal
Figura 1.31
Figura 1.32
Problemas ejemplo
Solución
Evaluación formativa
Figura 1.33
Figura 1.34
Presión manométrica
Figura 1.35
Problemas ejemplo
Solución
1.13: Principio de Arquímedes
Figura 1.36
Figura 1.37
Figura 1.38
Flotación
Problemas ejemplo
Solución
Figura 1.39
Figura 1.40
Problemas ejemplo
Solución
Figura 1.41
Solución
Evaluación formativa
Figura 1.42
1.14: Hidrodinámica
Fluido ideal
Figura 1.43
Figura 1.44
1.15: Flujo y líneas de flujo
Figura 1.45
Figura 1.46
Velocidad de un fluido
Problemas ejemplo
Solución
1.16: Gasto o caudal o flujo volumétrico
Figura 1.47
Problemas ejemplo
Figura 1.48
Solución
Problemas ejemplo
Solución
Evaluación formativa
1.17: Ecuación de continuidad
Figura 1.49
La física en la vida cotidiana
Problemas ejemplo
Solución
Evaluación formativa
1.18: Ecuación de Bernoulli
Figura 1.50
La física en la vida cotidiana
Figura 1.51
Problemas ejemplo
Figura 1.52
Solución
La física en la vida cotidiana
Evaluación formativa
Figura 1.53
Figura 1.54
1.19: Principio de Torricelli
Figura 1.55
Problemas ejemplo
Solución
Evaluación formativa
Figura 1.56
1.20: Medidor Venturi
Figura 1.57
Problemas ejemplo
Solución
Evaluación formativa
Figura 1.58
Arma tu mapa conceptual
Mecánica de los fluidos
Términos clave
Lo que hay que saber
Glosario
Actividades de aprendizaje
Tabla 1.6: Principales características de sólidos, líquidos y gases
Tabla 1.7: Diferencias y semejanzas entre sólidos y fluidos (gases-líquidos)
Tabla 1.8: Diferencias y semejanzas entre líquidos y gases
Tabla 1.9: Propiedades características de los fluidos en ciertas situaciones
Tabla 1.10: Características en tu entorno
Tabla 1.11: Densidad de sustancias de uso cotidiano
Evaluación sumativa
Hidrostática
Hidrodinámica
Pasatiempos
Prensa hidráulica
Actividad experimental
Prensa hidráulica
Figura 1.59
Tabla 1.12: Resultados
Física en contexto
Relación entre la física y el sistema cardiovascular
Figura 1.60
Proyecto
Tabla 1.13: Planeación del proyecto
Tabla 1.14: Evaluación del proyecto
Desempeños del estudiante al concluir el bloque
Bloque II: Calor y temperatura: Identificas diferencias entre calor y temperatura
Objetos de aprendizaje
Desempeños del estudiante al concluir el bloque
Competencias a desarrollar
Contenido
Articulación de competencias
Evaluación diagnóstica
Introducción
Figura 2.1
2.1: Temperatura
Figura 2.2
Figura 2.3
2.2: Termómetros
Figura 2.4
Tabla 2.1: Gama de temperaturas medidas por los termómetros de vidrio que emplean líquidos.
La física en la vida cotidiana
Ley cero de la termodinámica
Figura 2.5
Figura 2.6
2.3: Escalas termométricas
Figura 2.7
Figura 2.8
Figura 2.9
Problemas ejemplo
Solución
Figura 2.10
Problemas ejemplo
Solución
2.4: Termómetro de gas a volumen constante
Figura 2.11
Figura 2.12
La física en la vida cotidiana
Evaluación formativa
2.5: Dilatación térmica o expansión térmica
Figura 2.13
Figura 2.14
Dilatación lineal
Figura 2.15
Tabla 2.2: Coeficiente de dilatación o expansión térmica
Problemas ejemplo
Solución
Dilatación superficial
Figura 2.16
Problemas ejemplo
Solución
Dilatación volumétrica
Tabla 2.3: Coeficiente de dilatación volumétrica de sólidos y líquidos
Problemas ejemplo
Solución
Dilatación aparente
Dilatación irregular del agua
Figura 2.17
Evaluación formativa
2.6: Calor
Figura 2.18
Unidades de calor
Figura 2.19
Equivalente mecánico del calor
Problemas ejemplo
Solución
2.7: Capacidad calorífica
Problemas ejemplo
Solución
2.8: Calor específico
Tabla 2.4: Calores específicos de algunas sustancias
Problemas ejemplo
Solución
La física en la vida cotidiana
Evaluación formativa
2.9: Cambios de fase
Figura 2.20
2.10: Calor latente
Fusión y calor latente de fusión
Tabla 2.5: Temperatura (o punto) de fusión y calor latente de fusión de algunas sustancias
Problemas ejemplo
Solución
Solidificación y calor latente de solidificación
La física en la vida cotidiana
Vaporización y calor latente de vaporización
Tabla 2.6: Temperatura de ebullición y calor latente de vaporización de algunas sustancias
La física en la vida cotidiana
Problemas ejemplo
Solución
La física en la vida cotidiana
Condensación y calor latente de condensación
Sublimación y calor latente de sublimación
Figura 2.21
Problemas ejemplo
Solución
Calor de combustión
Evaluación formativa
2.11: Calorimetría
Figura 2.22
Determinación del calor específico
Problemas ejemplo
Solución
Evaluación formativa
2.12: Transferencia de calor
Figura 2.23
Conducción
Figura 2.24
Tabla 2.7: Conductividad térmica* de algunos materiales
Problemas ejemplo
Solución
La física en la vida cotidiana
Convección
Figura 2.25
Figura 2.26
La física en la vida cotidiana
Radiación
Figura 2.27
Figura 2.28
Reflexiona
Problemas ejemplo
Solución
Evaluación formativa
Reflexiona
2.13: Termodinámica
Figura 2.29
Figura 2.30
Figura 2.31
La física en la vida cotidiana
2.14: Energía interna
Figura 2.32
Figura 2.33
Problemas ejemplo
Solución
Figura 2.34
2.15: Primera ley de la termodinámica
Figura 2.35
Problemas ejemplo
Solución
2.16: Procesos termodinámicos
Proceso adiabático
Figura 2.36
Proceso isocórico o isovolumétrico
Figura 2.37
Problemas ejemplo
Solución
Proceso isobárico
Figura 2.38
Proceso isotérmico
Figura 2.39
Problemas ejemplo
Solución
Proceso cíclico
Figura 2.40
2.17: Segunda ley de la termodinámica
Figura 2.41
Evaluación formativa
Figura 2.42
Arma tu mapa conceptual
Calor
Términos clave
Lo que hay que saber
Glosario
Actividades de aprendizaje
Tabla 2.8: Comparación de escalas
Tabla 2.9: Conversión de temperaturas
Tabla 2.10: Dilatación
Tabla 2.11: Transferencia de calor
Tabla 2.12: Procesos termodinámicos
Evaluación formativa
Temperatura
Dilatación térmica
Calorimetría
Pasatiempos
Calor específico
Actividad experimental
Un pañuelo que no se quema con el fuego
Figura 2.43
Figura 2.44
Física en contexto
La temperatura corporal
Figura 2.45
Proyecto
Tabla 2.13: Planeación del proyecto
Tabla 2.14: Evaluación del proyecto
Desempeños del estudiante al concluir el bloque
Bloque III: Electricidad: Comprendes las leyes de la electricidad
Objetos de aprendizaje
Desempeños del estudiante al concluir el bloque
Competencias a desarrollar
Contenido
Articulación de competencias
Evaluación diagnóstica
Introducción
Figura 3.1
3.1: Electrostática
Figura 3.2
3.2: Breve historia de la electrostática
Figura 3.3
3.3: Carga eléctrica
Figura 3.4
Figura 3.5
Figura 3.6
Figura 3.7
Tabla 3.1: Carga y masa del protón, electrón y neutrón
Problemas ejemplo
Solución
Evaluación formativa
3.4: Conservación de la carga eléctrica
3.5: Formas de electrizar un cuerpo
Figura 3.8
Figura 3.9
Figura 3.10
La física en la vida cotidiana
3.6: Conductores y aisladores
Figura 3.11
Tabla 3.2: Conductores y aisladores
Figura 3.12
Figura 3.13
Más sobre la conservación de la carga eléctrica
3.7: Ley de Coulomb
Figura 3.14
Problemas ejemplo
Solución
Tabla 3.3: Permitividad relativa de algunas sustancias
Problemas ejemplo
Solución
Fuerza sobre una carga eléctrica puntual debida a dos o más cargas eléctricas puntuales distintas
Figura 3.15
Problemas ejemplo
Figura 3.16
Solución
Figura 3.17
Evaluación formativa
Figura 3.18
Figura 3.19
Figura 3.20
Atracción de objetos no cargados
Figura 3.21
3.8: Campo eléctrico
Figura 3.22
3.9: Intensidad de campo eléctrico
Figura 3.23
Figura 3.24
Tabla 3.4: Intensidades de campo eléctrico
Problemas ejemplo
Solución
Intensidad de campo eléctrico de una carga eléctrica puntual
Problemas ejemplo
Solución
Intensidad de un campo eléctrico debido a un conjunto de cargas eléctricas puntuales
Figura 3.25
Problemas ejemplo
Figura 3.26
Solución
Intensidad de campo eléctrico de una esfera cargada
Problemas ejemplo
Figura 3.27
Solución
La física en la vida cotidiana
Evaluación formativa
Figura 3.28
Líneas de campo eléctrico
Figura 3.29
Figura 3.30
Figura 3.31
3.10: Flujo eléctrico
Figura 3.32
Problemas ejemplo
Figura 3.33
Solución
Superficie cerrada
Figura 3.34
3.11: Ley de Gauss
Figura 3.35
Problemas ejemplo
Solución
Solución
Figura 3.36
Evaluación formativa
3.12: Energía potencial eléctrica
Figura 3.37
Figura 3.38
Figura 3.39
Energía potencial eléctrica de un sistema formado por dos cargas puntuales
Figura 3.40
Problemas ejemplo
Solución
La física en la vida cotidiana
3.13: Potencial eléctrico
Figura 3.41
Problemas ejemplo
Solución
Potencial eléctrico debido a una carga puntual
Figura 3.42
Figura 3.43
Problemas ejemplo
Solución
Potencial eléctrico debido a varias cargas puntuales
Figura 3.44
Problemas ejemplo
Figura 3.45
Solución
Superficies equipotenciales
Figura 3.46
3.14: Diferencia de potencial eléctrico
Figura 3.47
Diferencia de potencial entre dos placas conductoras
Figura 3.48
Tabla 3.5: Diferencias de potenciales comunes
Problemas ejemplo
Solución
Electrón-volt
3.15: Aplicaciones de la electrostática
Evaluación formativa
Figura 3.49
Figura 3.50
Figura 3.51
Figura 3.52
3.16: Capacitancia y capacitores
Figura 3.53
Figura 3.54
Problemas ejemplo
Solución
Capacitancia de un capacitor de placas paralelas
Figura 3.55
Problemas ejemplo
Solución
Figura 3.56
Evaluación formativa
3.17: Electricidad
Figura 3.57
3.18: Corriente eléctrica
Figura 3.58
Figura 3.59
Figura 3.60
Tipos de corriente eléctrica
Figura 3.61
Figura 3.62
Figura 3.63
Efectos de la corriente eléctrica
Intensidad de corriente eléctrica
Tabla 3.6: Intensidad de la corriente eléctrica
Problemas ejemplo
Solución
Problemas ejemplo
Solución
La física en la vida cotidiana
Rapidez de arrastre de los electrones en un conductor
Figura 3.64
Evaluación formativa
Fuerza electromotriz
Figura 3.65
Figura 3.66
Figura 3.67
Figura 3.68
Problemas ejemplo
Figura 3.69
Solución
Figura 3.70
Figura 3.71
Evaluación formativa
3.19: Resistencia eléctrica
Figura 3.72
Tabla 3.7: Códigos de color para resistores
Problema ejemplo
Figura 3.73
Solución
Figura 3.74
Resistores en serie
Problemas ejemplo
Solución
Resistores en paralelo
Problemas ejemplo
Solución
Resistores en serie-paralelo
Problemas ejemplo
Figura 3.75
Solución
Figura 3.76
Resistencia y resistividad
Figura 3.77
Figura 3.78
Tabla 3.8: Resistividades de algunos materiales a 20 °C
Problemas ejemplo
Solución
Solución
Figura 3.79
Figura 3.80
Tabla 3.9: Coeficiente de temperatura de la resistividad de algunos materiales a 20 °C
Problemas ejemplo
Solución
Superconductividad
Figura 3.81
Evaluación formativa
Figura 3.82
Figura 3.83
Figura 3.84
3.20 Ley de Ohm
Figura 3.85
Problemas ejemplo
Solución
Reflexiona
3.21: Potencia eléctrica
Figura 3.86
Tabla 3.10: Potencia eléctrica de algunos aparatos
Problemas ejemplo
Solución
3.22: Efecto Joule
Problemas ejemplo
Solución
Problemas ejemplo
Solución
La física en la vida cotidiana
Evaluación formativa
3.23: Circuito eléctrico
Figura 3.87
Figura 3.88
Figura 3.89
Figura 3.90
Circuito simple
Figura 3.91
Circuito serie
Figura 3.92
Problemas ejemplo
Figura 3.93
Solución
Circuito paralelo
Figura 3.94
Problemas ejemplo
Solución
Figura 3.95
Amperímetro y voltímetro
Figura 3.96
La física en la vida cotidiana
Cortocircuito y fusibles
Figura 3.97
Figura 3.98
3.24: Leyes de Kirchhoff
Figura 3.99
Figura 3.100
Figura 3.101
Figura 3.102
Figura 3.103
Estrategia para la solución de circuitos aplicando las leyes de Kirchhoff
Problemas ejemplo
Figura 3.104
Solución
Figura 3.105
Evaluación formativa
Figura 3.106
Figura 3.107
Figura 3.108
Arma tu mapa conceptual
Términos clave
Lo que hay que saber
Glosario
Actividades de aprendizaje
Tabla 3.11: Aparatos eléctricos en el hogar
Tabla 3.12: Materiales conductores y aisladores
Tabla 3.13: Modelos matemáticos de electrostática y electricidad
Figura 3.109
Evaluación sumativa
Carga eléctrica y fuerza eléctrica
Intensidad de campo eléctrico y potencial eléctrico
Corriente eléctrica
Resistencia eléctrica
Conexión de resistores y circuitos
Circuitos eléctricos
Figura 3.110
Pasatiempos
Circuitos de corriente eléctrica
Figura 3.111
Figura 3.112
Figura 3.113
Figura 3.114
Figura 3.115
Figura 3.116
Figura 3.117
Figura 3.118
Figura 3.119
Actividad experimental
Conductores y aisladores
Figura 3.120
Tabla 3.14: Resultados
Física en contexto
Seguridad eléctrica
Figura 3.121
Figura 3.122
Figura 3.123
Proyecto
Tabla 3.15: Etapas del proyecto
Tabla 3.16: Evaluación del proyecto
Desempeños del estudiante al concluir el bloque
Bloque IV: Electricidad y magnetismo: Relacionas la electricidad con el magnetismo
Objetos de aprendizaje
Desempeños del estudiante al concluir el bloque
Competencias a desarrollar
Contenido
Articulación de competencias
Evaluación diagnóstica
Introducción
4.1: Magnetismo
Figura 4.1
Reflexiona
4.2: Tipos de imanes
Figura 4.2
Figura 4.3
4.3: Teoría del magnetismo
Figura 4.4
Figura 4.5
La física en la vida cotidiana
4.4: Materiales magnéticos
Materiales ferromagnéticos
Tabla 4.1: Susceptibilidad magnética de diversos materiales a 20°C
Materiales paramagnéticos
Materiales diamagnéticos
La física en la vida cotidiana
4.5: Campo magnético
Figura 4.6
Figura 4.7
Problemas ejemplo
Solución
Evaluación formativa
4.6: Ley de Gauss para el magnetismo
Figura 4.8
4.7: Magnetismo terrestre
Figura 4.9
Figura 4.10
Figura 4.11
Figura 4.12
4.8: Electromagnetismo
Figura 4.13
4.9: Experimento de Oersted
Figura 4.14
4.10: Campo magnético debido a una corriente eléctrica
Campo magnético alrededor de un conductor largo y recto
Figura 4.15
Figura 4.16
Figura 4.17
Tabla 4.2: Permeabilidad relativa de diversos materiales
Figura 4.18
Problemas ejemplo
Solución
Problemas ejemplo
Solución
Solución
Intensidad de campo magnético
Problemas ejemplo
Solución
Campo magnético en el centro de una espira
Figura 4.19
Problemas ejemplo
Solución
Campo magnético en el interior de un solenoide
Figura 4.20
Problemas ejemplo
Solución
4.11: Ley de Ampere
Figura 4.21
Evaluación formativa
4.12: Fuerza ejercida por un campo magnético sobre una carga eléctrica en movimiento
Figura 4.22
Figura 4.23
Figura 4.24
Problemas ejemplo
Solución
Fuerza magnetica sobre una corriente en un campo magnético
Figura 4.25
Problemas ejemplo
Solución
Figura 4.26
Bocina de alta fidelidad
Figura 4.27
4.13: Fuerza entre dos conductores por los que circula una corriente eléctrica
Figura 4.28
Problemas ejemplo
Solución
Definición de ampere
Evaluación formativa
4.14: Inducción electromagnética
Figura 4.29
Figura 4.30
Figura 4.31
Problemas ejemplo
Solución
Evaluación formativa
4.15: Motor eléctrico
Figura 4.32
Figura 4.33
Reflexiona
4.16: Generador eléctrico
Figura 4.34
Figura 4.35
Figura 4.36
Reflexiona
4.17: Transformador
Figura 4.37
Figura 4.38
La física en la vida cotidiana
Problemas ejemplo
Solución
Evaluación formativa
4.18: Circuitos de corriente alterna
Figura 4.39
Figura 4.40
Figura 4.41
Problemas ejemplo
Solución
Circuito de ca con un resistor
Figura 4.42
Problemas ejemplo
Solución
Figura 4.43
Problemas ejemplo
Solución
Evaluación formativa
Arma tu mapa conceptual
Términos clave
Lo que hay que saber
Glosario
Actividades de aprendizaje
Figura 4.44
Figura 4.45
Figura 4.46
Evaluación sumativa
Pasatiempos
Problemas sobre fuentes de campo magnético
Actividad experimental
Actividad 1
Figura 4.47
Física en contexto
Los transformadores prácticos
Figura 4.48
Proyecto
Tabla 4.3: Planeación del proyecto
Tabla 4.4: Evaluación del proyecto
Desempeños del estudiante al concluir el bloque
Back Matter
Portafolio pedagógico
Evaluatión formativa • Solutión a los problemas nones
Bloque 1
Bloque 2
Bloque 3
Bloque 4
Apéndice
CALCULADORA HP PRIME GRAPHING
Bibliografia
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