Estamos entusiasmados por introducir la segunda edición de nuestro libro de texto, Física para ingeniería y ciencias, volumen 2. La física es una ciencia.

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1 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.

2 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!