Física

Siete cursos, de una pelota lanzada a un motor

Aquí la física empieza con objetos cuyo movimiento puedes observar y termina con las corrientes y los campos del interior de un motor. Los ejemplos resueltos y la mayoría de las cifras proceden de OpenStax College Physics 2e, con constantes del NIST y algunos datos espaciales de la NASA. Todos los cursos desarrollan los cálculos completos. Cada unidad termina con un resumen y un cuestionario con respuestas explicadas.

El movimiento antes de las fuerzas, las fuerzas antes de la energía

Empieza por Movimiento: posición, rapidez, aceleración, gráficas del movimiento, caída libre, proyectiles y resistencia del aire, en siete unidades. Fuerzas retoma las preguntas que deja abiertas Movimiento, con las tres leyes de Newton, el rozamiento, el peso y el péndulo. Después, Energía profundiza en el trabajo, las energías cinética y potencial, la conservación y la potencia.

Los otros cuatro pueden estudiarse en cualquier orden. Ondas y sonido aborda la longitud de onda y la frecuencia, el sonido, la interferencia, las ondas estacionarias en cuerdas y tubos y el espectro electromagnético. Luz recorre las sombras, los espejos, la refracción, las lentes y el ojo, el color y el largo esfuerzo por medir la velocidad de la luz. Electricidad va desde la carga y la ley de Ohm hasta los circuitos en serie y en paralelo, la factura eléctrica y la seguridad; Magnetismo, desde los polos y las líneas de campo hasta el campo terrestre, los electroimanes, los motores y los generadores.

Cálculos que conviene saber hacer

Explica por qué un automóvil a 100 km/h tiene cuatro veces la energía cinética que tiene a 50 km/h. Calcula que una pelota lanzada a 20 m/s y 45° permanece en el aire 2.9 segundos y cae a unos 41 m. Explica por qué una persona de 70 kg pesa unos 687 N en la Tierra y 113 N en la Luna, sin cambiar de masa. Cronometra un péndulo de 99.4 cm de longitud y comprueba que tarda 2 segundos por oscilación. Convierte un intervalo de 3 segundos entre un relámpago y el trueno en una distancia de aproximadamente 1 km.

Cuatro laboratorios para poner las fórmulas a prueba

El laboratorio de movimiento lanza una pelota en la Tierra, la Luna o Marte y hace oscilar un péndulo cuyo tiempo mide como un cronómetro. El laboratorio de energía pone en marcha una montaña rusa con barras de energía potencial, energía cinética y calor y, en el curso de magnetismo, dibuja líneas de campo alrededor de imanes y de una bobina cuyas espiras y corriente puedes ajustar. En el laboratorio de circuitos cierras interruptores, arrastras bombillas hasta los huecos y ves cómo se funde un fusible cuando tres bombillas hacen pasar 1.5 A por un fusible de 1 A. El laboratorio de ondas representa cuerdas, resortes, sonido en un tubo y una cubeta de ondas, y traza rayos a través de agua, vidrio y lentes con la ley de Snell.

Intuiciones que la física pone en duda

Un objeto más pesado no cae más rápido si no hay aire; el martillo y la pluma soltados en la Luna en 1971 lo demuestran. Agitar una cuerda más deprisa no hace que la onda viaje más rápido: la cuerda determina su velocidad. Una aceleración negativa no siempre significa que el objeto se esté frenando. Sostener una bolsa inmóvil no realiza trabajo en el sentido físico, por mucho que se canse el brazo. El polo magnético cercano al Polo Norte geográfico es, en términos de imanes, un polo sur. Y un espejo de solo la mitad de tu altura permite verte de cuerpo entero, te coloques donde te coloques.