Ebook: Física integrada con Cálculo

El objetivo de este libro es considerar la Física desde el punto de vista de los temas que sonconsecuencia de otros, como causa y efecto. En general, en los libros de Física se separanlos capítulos en diferentes temas sin relacionalos entre sí (revisar [Sears-Zemansky 2009]),lo cual causa desorientación en los estudiantes porque no logran relacionarlos. La mate-mática es esencial para entender la Física, que no es más que la descripción de la naturale-za que obedece a ciertos modelos matemáticos; por ejemplo, cuando existe un movimien-to parabólico, el cuerpo que lo realiza cumple una ecuación matemática, por lo generalcomplicada, que el científico debe hallar para poder modelar dicho movimiento.Se podría afirmar que la Física es unamatemática aplicada a la naturaleza, aunquedicha afirmación no les guste a muchos. La descripción de la naturaleza sin tener en cuen-ta las matemáticas es una tarea imposible de lograr porque aun las definiciones de laFísica implican conocimiento matemático; por este motivo, este documento se apoya enlas matemáticas para describir los procesos de la naturaleza, pero el objetivo no es reem-plazar los libros de cálculo, trigonometría, etc. Los problemas están orientados para quelos lectores comprendan mejor la teoría y por esto se decidió proponer problemas que serelacionen con el desarrollo de la teoría vista.Debido a que en este texto se intenta exponer otro punto de vista de la teoríde la Fí-sica más interrelacionada, las referencias bibliográficas y de páginas web se presentan al comienzo de cada capítulo para los interesados en profundizar en el tema, y que deseenpracticar con los diferentes problemas propuestos, pues como se mencionó y para enfa-tizar, en este texto se busca proponer problemas para el entendimiento de la teoría y laconstrucción y análisis de gráficos.El gran volumen de libros de Física y matemáticas que existen es suficente para hallaraquello que se desee, pero cualquiera se ha podido dar cuenta que desde el punto de vistade textos, se tratan los temas casi de manera parcelada, por ello se decidió exponer la teo-ría de una forma más interrelacionada, para intentar apartarse de los textos tradicionales,que a veces con la cantidad exagerada de ejemplos-problema desarrollados, solo confun-den; un objetivo de este libro es que el lector analice, comprenda e investigue los temasexpuestos para que pueda practicarlos independientemente de algún tipo de problema yque conciba la Física y las Matemáticas como dos áreas que se complementan entre sí yque son claves para entender a la naturaleza y/o sistemas mecánicos específicos. Algunostemas quedaron por fuera del texto, por ser más avanzados de lo normal, tales como lasinteracciones débiles y fuertes, la teoría gravitacional vista desde la relatividad general,tópicos de mecánica cuántica, etc.El libro presenta diferentes temas que se intentaron relacionar de la manera más cer-cana posible entre sí y expone algunos tópicos con niveles un poco más profundos de lousual, con el objetivo de que los estudiantes puedan ahondar dichos temas. Tal es el casode la relatividad especial, la invarianza de la carga eléctrica y covarianza de la electrodi-námica, la simetría de las ecuaciones de Maxwell y sus derivadas totales y los monopolosmagnéticos.