Estamos entusiasmados por introducir la segunda edición de nuestro libro de texto, Física
para ingeniería y ciencias, volumen 2. La física es una ciencia floreciente, animada por el reto
de cambio intelectual, y presenta
innumerables problemas de investigación sobre temas que van desde las mas grandes
galaxias hasta las mas pequeñas partículas subatómicas. Los físicos han logrado aportar a
nuestro mundo entendimiento, orden, congruencia y predictibilidad, y continuaran con este
cometido en el futuro. Sin embargo, cuando abrimos la mayoría de los libros de texto de
introducción a la física, encontramos otra historia. La física se presenta como una ciencia
terminada en la que los principales progresos sucedieron en el tiempo de Newton, o quizás a
principios del siglo xx. Solo hacia el final de los libros de texto convencionales se cubre la
“física moderna”, e incluso esta cobertura a menudo incluye únicamente descubrimientos
realizados hasta la década de 1960. Nuestra motivación principal para escribir este libro es
cambiar esta percepción entretejiendo de manera adecuada la apasionante física
contemporánea en todo el texto. La física es una disciplina increiblemente dinámica, que
esta continuamente en la frontera de nuevos descubrimientos y aplicaciones que cambian la
vida. Para ayudar a los estudiantes a percibir esto, necesitamos contar toda la emocionante
historia de nuestra ciencia integrando adecuadamente la física contemporánea dentro del
curso de primer ano, basado en el calculo. Tan solo el primer semestre ofrece muchas
oportunidades para hacer esto, al vincular resultados de la investigación física en dinámica
no lineal, caos, complejidad y alta energía, en el programa introductorio. Como estamos
realizando investigación de manera activa en este campo, sabemos que muchos de los
resultados de vanguardia están accesibles en su esencia para el estudiante de primer ano.
Resultados recientes en energía renovable, medio ambiente, ingeniería, medicina y
tecnología presentan la física como una materia interesante, pujante e intelectualmente viva
que motiva a estudiantes, dando vigor en salones de clase y haciendo que el trabajo de los
profesores sea mas fácil y se disfrute mejor. En particular, creemos que hablar acerca del
amplio tema de la energía ofrece un gran aliciente introductorio para captar el interés de los
estudiantes. Los conceptos de fuentes de energía (fósil, renovable, nuclear, etc.), eficiencia
energética, fuentes alternativas de energía y efectos ambientales de las decisiones de
suministro de energía (calentamiento global y acidificación de los océanos, por ejemplo) son
mucho mas accesibles en el nivel de física introductoria. Constatamos que los temas de
energía detonan el interés de nuestros estudiantes como ningún otro tema actual, y hemos
tratado diferentes aspectos de energía en todo nuestro libro.
Además de estar expuestos al estimulante mundo de la física, los estudiantes se benefician
en gran medida al obtener la capacidad de resolver problemas y pensar lógicamente
acerca de una situación. La física se basa en un conjunto central de ideas que es
fundamental para toda la ciencia. Reconocemos esto y proporcionamos un útil método de
resolución de problemas que se usa en todo el libro. Este método se basa en un formato
de múltiples pasos que ambos hemos desarrollado con los estudiantes en nuestras clases.
Pero el dominio de conceptos también comprende la aplicación de estos. Para este fin
hemos pedido a mas de una docena de colaboradores de las principales universidades de
todo el país que compartan su mejor trabajo en los ejercicios de final de capitulo, por lo
que en esta edición se incorporaron aproximadamente 400 nuevos ejercicios de versión
múltiple, que permiten a estudiantes resolver el mismo problema desde perspectivas
diferentes. En 2012, el National Research Council publico un esquema o marco de trabajo
para educación K-12 en ciencias, que comprende la ciencia y practicas de ingeniería
esenciales, los conceptos que tienen aplicación en áreas de actividad, así como las ideas
centrales en cuatro campos disciplinarios (en física, estas son la materia y sus
interacciones, movimiento y estabilidad, energía y ondas y sus aplicaciones en
transferencia de información). Hemos estructurado la segunda edición de este libro de
texto para vincular la experiencia en física del estudiante con este marco de trabajo, y
hemos incluido verificaciones de conceptos y oportunidades de autoexamen en cada
capitulo. Considerando todo esto, y junto al deseo de escribir un libro de texto cautivante,
hemos creado lo que esperamos sea una herramienta que capte la imaginación de los
estudiantes y los prepare para cursos futuros en los campos que elijan (con la esperanza,
lo reconocemos, de convencer en el camino por lo menos a unos pocos para que estudien
física como carrera). Fue de gran ayuda en este enorme trabajo contar con la
realimentación de mas de 400 personas, incluyendo un consejo de asesores, varios
colaboradores, revisores de manuscritos y participantes en grupos de enfoque, como
también lo fueron las pruebas de campo de nuestras ideas con aproximadamente 6 000
estudiantes en nuestras clases introductorias de física en la Michigan State University.
.Gracias a todos!
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