Detalle del libro
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Capítulo 1. Magnitudes escalares y magnitudes vectoriales 1.1. Magnitudes escalares y magnitudes vectoriales 1.2. Vector. Tipo de vectores 1.3. Operaciones con vectores 1.4. Componentes cartesianas de un vector 1.5. Producto escalar 1.6. Producto vectorial 1.7. Producto mixto de tres vectores 1.8. Derivada de un vector 1.9. Momento de un vector respecto de un punto 1.10. Momento áxico de un vector 1.11. Sistema de vectores deslizantes 1.12. Par de vectores 1.13. Eje central 1.14. Sistemas equivalentes. Sistema reducido equivalente Conversaciones sobre los vectores
Capítulo 2. Centro de gravedad 2.1. Definición de centro de gravedad 2.2. Centros de masa de áreas y líneas 2.3. Casos de áreas o líneas con eje de simetría 2.4. Caso de áreas o líneas compuestas 2.5. Teoremas de Pappus-Guldin Conversaciones sobre el teorema de Pappus-Guldin
Capítulo 3. Momentos de inercia 3.1. Momentos de diversos órdenes 3.2. Momentos de inercia de una masa 3.3. Radio de giro de una masa 3.4. Teorema de Steiner o de los ejes paralelos 3.5. Teorema de los ejes perpendiculares para superficies 3.6. Momentos de inercia de un área 3.7. Productos de inercia 3.8. Momentos de inercia de áreas compuestas 3.9. Círculo de Mohr para los momentos y productos de inercia Conversaciones sobre los momentos de inercia
Capítulo 4. Mecánica del sólido rígido 4.1. Cinemática del sólido rígido 4.2. Dinámica del sólido rígido 4.3. Energía y trabajo 4.4. Resolución de problemas 4.5. Rodaduras 4.6. Impulsiones, choques y momento cinético 4.7. Resolución de problemas Conversaciones sobre el movimiento plano de un sólido Conversaciones sobre el centro instantáneo de rotación Conversaciones sobre el movimiento alrededor del C.I.R. Conversaciones sobre la rodadura de cuerpos Conversaciones sobre deslizamiento y patinaje Conversaciones sobre las aceleraciones de los puntos de un sólido
Capítulo 5. Estática 5.1. Fuerzas 5.2. Los principios de la estática 5.3. Equilibrio estático 5.4. Tipos de apoyos 5.5. Teorema de las tres fuerzas 5.6. Rozamiento en poleas Conversaciones sobre la estática
Capítulo 6. Elasticidad 6.1. Esfuerzo 6.2. Tipos de esfuerzos 6.3. Deformación 6.4. Elasticidad y plasticidad 6.5. Módulos de elasticidad 6.6. Coeficiente de Poisson 6.7. Relación entre las diferentes constantes 6.8. Energía de deformación 6.9. Asociación de materiales Conversaciones sobre los cuerpos elásticos
Capítulo 7. Estática de fluidos 7.1. Concepto de fluido 7.2. La densidad de los cuerpos 7.3. Densidad relativa 7.4. Presión en un fluido 7.5. Principio general de la hidrostática 7.6. Fluidos incompresibles. El principio de Pascal y sus aplicaciones 7.7. Principio de Arquímedes 7.8. Flotaciones. Estabilidad de una flotación 7.9. Empuje sobre una pared plana vertical 7.10. Empuje sobre una pared plana cualquiera 7.11. Empuje sobre una pared curva 7.12. Empuje sobre una compuerta curva donde no entra agua por debajo 7.13. Compuertas curvas donde entra agua por debajo Conversaciones sobre fluidos en reposo y en movimiento
Capítulo 8. Dinámica de fluidos 8.1. Línea de corriente 8.2. Trayectoria 8.3. Teorema de continuidad 8.4. Teorema de Bernouilli 8.5. Aplicaciones del Teorema de Bernouilli Conversaciones sobre el empuje hidrodinámico
Capítulo 9. Introducción y conceptos básicos de termodinámica 9.1. Principios y caracteres generales de la termodinámica 9.2. Definiciones: Sistemas y paredes 9.3. Clasificación de los sistemas 9.4. Estado de un sistema. Variables termodinámicas y funciones de estado 9.5. Procesos cuasiestáticos, reversibles e irreversibles 9.6. Ecuación de estado 9.7. Procesos termodinámicos 9.8. Postulado de equilibrio termodinámico 9.9. Principio cero de termodinámica 9.10. Concepto de temperatura 9.11. Concepto de calor y diferencias entre calor y temperatura 9.12. Termometría 9.13. Dilataciones de sólidos y rígidos 9.14. Dilataciones de gases Conversaciones sobre las variables termodinámicas y las funciones de estado
Capítulo 10. Primer principio de la termodinámica 10.1. Signos del calor y el trabajo en termodinámica 10.2. El trabajo en un cambio de volumen 10.3. Representación geométrica del trabajo 10.4. El calor en los procesos termodinámicos 10.5. Energía interna. Primera ley de la termodinámica 10.6. Capacidades caloríficas de un gas ideal 10.7. Expansión isoterma de un gas ideal 10.8. Proceso adiabático de un gas ideal Conversaciones sobre los conceptos básicos de la termodinámica
Capítulo 11. Segundo principio de la termodinámica 11.1. Segundo principio de la termodinámica. Máquinas térmicas 11.2. Ciclos termodinámicos 11.3. Máquinas frigoríficas 11.4. Bomba de calor o termobomba 11.5. Escala absoluta de temperaturas 11.6. Entropía 11.7. Principio de la no conservación de la entropía Conversaciones sobre la entropía Conversaciones sobre las máquinas térmicas
Capítulo 12. Transporte de calor 12.1. Mecanismos de transporte de calor 12.2. Conductividad térmica de un material. Aislamiento y resistencia térmicos 12.3. Conducción de calor a través de un muro plano 12.4. Muro plano compuesto 12.5. Muro cilíndrico 12.6. Muro cilíndrico compuesto 12.7. Muro esférico 12.8. Muro esférico compuesto Conversaciones sobre el transporte de calor
Apéndice 1. Cálculo de esfuerzos 1.1. Introducción a la resistencia de materiales 1.2. Hipótesis fundamentales en resistencia de materiales 1.3. Vigas (o barras) 1.4. Tipos de cargas 1.5. Esfuerzos 1.6. Relaciones entre cargas y esfuerzos 1.7. Enlaces Ejercicios y Cuestiones
Desde noviembre del año 1976, en que impartí mi primera clase de Física, hasta la fecha, han pasado más de treinta años.
Este tiempo me ha servido para aprender un poco de Física, pero sobre todo me ha servido para aprender a enseñarla.
En este intervalo de tiempo, los alumnos han cambiado. Lo han hecho mucho más rápidamente que los profesores. Nosotros, subidos a veces en el pedestal de nuestra hipotética sabiduría, no hemos sabido apreciar el profundo cambio de nuestros alumnos.
Es indudable que ellos han sufrido una gran transformación y no cabe preguntarse si para bien o para mal, sólo cabe preguntarse cómo podemos enseñarles. Si no somos capaces de apreciar esta variación vital, no será posible serles útiles.
La imagen del profesor-juez, que se limita únicamente a evaluar, está hoy día fuera de lugar.
Se necesitan profesores comprometidos, profesores que sean capaces de trabajar a fondo con los alumnos, olvidándose del nivel de conocimiento que poseen y pensando únicamente en el nivel que pueden alcanzar. Hay que olvidarse de las complejas fórmulas que antaño nos enseñaron, de los métodos matemáticos que sólo servían para llenar pizarras y plantear conceptos ininteligibles.
Pero este cambio mental tiene que estar dirigido desde el rigor, porque el rigor no implica complejidad ni confusión. Se puede alcanzar el rigor con conceptos sencillos.
Si Albert Einstein fue capaz de explicar la Teoría de la Relatividad en apenas un pequeño libro de no más de cincuenta hojas, estaríamos fuera de la realidad si no somos capaces de hacer entender a nuestros alumnos en ingeniería de la edificación la Física que, dentro de su complejidad, es, sin embargo, muy fácil de entender cuando se explica apoyándose en conceptos simples, pero radicalmente ciertos.
Este libro está basado en esa filosofía de aprendizaje, y pretende que el alumno que se atreva a leerla sea capaz de llegar a conclusiones sin ayuda del profesor.
No pretende sustituir a éste, cosa imposible, pero sí puede hacer que los alumnos «piensen» y, sobre todo, que aprecien la sencillez de la Física. Por esta razón, la teoría se ha explicado de forma fácil de entender y sólo se han incorporado las ineludibles demostraciones en aras de no perder rigor.
Se han incorporado, asimismo, nuevos ejemplos prácticos y, por último, para facilitar la comprensión de los conceptos, se han incluido una serie de conversaciones en las que el profesor y los alumnos son capaces de desgranar los problemas más complejos hasta convertirlos en sencillos y asequibles a cualquier lector.
Sólo me queda dar las gracias a García-Maroto Editores, por autorizar la incorporación del apéndice sobre Cálculo de Esfuerzos desarrollado por el profesor Juan Manuel Martínez-Osorio Chana, que sin duda ha reforzado este libro que esperamos sea de utilidad para el grado en Ingeniería de la Edificación. Rafael Magro Andrade
