College Physics

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页数:1104
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出版时间:2008-3
价格:0
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isbn号码:9780495554981
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  • TextBook
  • 物理学
  • 大学物理
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具体描述

While physics can seem challenging, its true quality is the sheer simplicity of fundamental physical theories--theories and concepts that can enrich your view of the world around you. COLLEGE PHYSICS, 8e International Edition, provides a clear strategy for connecting those theories to a consistent problem-solving approach, carefully reinforcing this methodology throughout the text and connecting it to real-world examples. For students planning to take the MCAT exam, the text includes exclusive test prep and review tools to help you prepare.

《经典力学导论:从牛顿到拉格朗日》 作者: [此处留空,意指由资深物理学家或教育家撰写] 出版社: [此处留空,意指权威学术出版社] 装帧: 精装/平装(视具体版本而定) 页数: 约 900 页 ISBN: [此处留空] --- 内容提要 《经典力学导论:从牛顿到拉格朗日》是一部旨在为物理学、工程学及相关学科的高年级本科生和初级研究生提供坚实、深入且现代化的经典力学基础的教材。本书的特点在于,它不仅全面涵盖了牛顿力学的核心概念,更重要的是,它系统地引入并阐释了更强大、更具普适性的分析力学框架——拉格朗日和哈密顿力学。 本书的核心目标是培养读者从基础的矢量分析和动力学描述,平滑过渡到基于能量和变分原理的高级理论构建。我们坚信,只有深刻理解了拉格朗日力学所蕴含的深刻对称性和守恒律的内在联系,才能真正掌握现代物理学的基石。 全书结构设计严谨,逻辑推进清晰,从概念的引入到数学工具的运用,力求做到深入浅出,确保读者能够独立驾驭复杂系统的建模与求解。 详细章节结构与内容概述 全书共分为六大部分,二十余章,内容涵盖了从宏观经典世界到更抽象力学描述的完整路径。 第一部分:基础与运动学(Foundation and Kinematics) 第一章:绪论与回顾 本章首先回顾了经典物理学的基本假设(如绝对时空观的局限性),明确了物理学研究的基本对象和方法。重点是向量分析、多维运动学的复习,并引入了惯性系与非惯性系的概念,为后续的动力学分析打下严谨的数学基础。 第二章:粒子动力学与牛顿定律 这是对牛顿力学的系统性重述。详细讨论了动量、冲量、功和能量的概念。特别强调了守恒定律在孤立系统中的重要性,并处理了大量涉及变质量系统(如火箭运动)和碰撞问题的实例。 第三章:约束运动与广义坐标 本章是连接牛顿力学与分析力学的关键桥梁。深入探讨了完整约束与非完整约束的数学表达。引入了拉格朗日乘子法在处理约束力问题中的局限性,并首次以物理图像引入了广义坐标的概念,为后续章节的推广做铺垫。 第二部分:振动、引力和中心力(Oscillations, Gravity, and Central Forces) 第四章:简谐运动的深入分析 除了标准的单摆和弹簧振子外,本章着重探讨了阻尼振动和受迫振动的精确解法,包括共振现象的物理机制。引入了复数方法和瞬时功率分析,为处理微扰理论打下基础。 第五章:中心力问题与开普勒定律 本章完全基于牛顿引力定律和角动量守恒来解决中心力场问题。详细推导了运动轨道方程,得到了平面轨道的所有可能形状(椭圆、抛物线、双曲线)。重点讨论了拉普拉斯-龙格-楞次矢量(Runge-Lenz vector)的意义,这是第一个非明显的守恒量。 第六章:刚体运动基础 本章将自由度扩展到多个粒子系统。定义了刚体的自由度,并引入了转动惯量张量的概念。详细分析了刚体的定点转动(欧拉角)和自由转动,推导了欧拉方程,并讨论了陀螺运动的进动和章动现象。 第三部分:从牛顿到拉格朗日(The Transition to Analytical Mechanics) 第七章:变分原理与最小作用量 本章是全书的理论核心之一。从物理直觉出发,系统介绍了变分法的基本思想。重点阐述了达朗贝尔原理(或称虚功原理)在动力学中的应用,并以此为基础,严格推导出拉格朗日方程。 第八章:拉格朗日力学(Lagrangian Mechanics) 全面构建拉格朗日力学体系。详细阐述了拉格朗日量 $L = T - V$ 的物理意义和构造方法。运用广义坐标和约束力消除技术,求解复杂的机械系统,如双摆、滑块等。重点分析了循环坐标与守恒量的直接联系。 第九章:正则变换与泊松括号 本章将拉格朗日力学提升至更抽象的哈密顿力学层面。详细介绍勒让德变换,构建哈密顿量 $H$。随后,引入正则坐标和动量,定义泊松括号,并展示其作为系统演化生成元的深刻作用。 第四部分:哈密顿力学与稳定性(Hamiltonian Mechanics and Stability) 第十章:哈密顿方程与相空间 系统阐述了哈密顿正则方程,并将其与拉格朗日方程进行对比。重点分析了相空间(Phase Space)的概念,讨论了系统轨迹的几何性质,以及能量(哈密顿量)在相空间中的意义。 第十一章:泊松括号与守恒律的统一 本章深化泊松括号的应用。证明了任意物理量的时间演化由其与哈密顿量的泊松括号决定(泊松定理)。重点展示了守恒量(即时间演化为零的量)与哈密顿量和对应坐标的泊松括号为零的严格关系,实现守恒律的统一描述。 第十二章:正则变换与生成函数 详细介绍如何通过正则变换来简化哈密顿系统。系统分类讨论了四种生成函数,并展示了如何利用它们来寻找新的、更简单的正则坐标集,从而使得新的哈密顿量(如 $H'=0$)更容易求解。 第五部分:经典理论的延伸与应用(Extensions and Applications) 第十三章:正则微扰论 将分析力学应用于微小扰动情况。详细介绍一阶和二阶微扰理论的构建方法,特别关注共振情况下的不稳定解分析,这是处理受迫振动高级形式的基础。 第十四章:小振动与正常模态分析 处理多自由度系统在平衡点附近的微小振动问题。通过系统的势能二次化,推导特征值问题,求出系统的正常频率(本征频率)和正常模态,这是理解复杂耦合振动模式的关键。 第十五章:连续介质的拉格朗日描述 将分析力学扩展到具有无限自由度的系统。引入密度函数和场变量,推导拉格朗日密度和相应的欧拉-拉格朗日方程(适用于场论)。应用于一维波动方程的推导(如弦的振动)。 第六部分:进阶主题(Advanced Topics) 第十六章:哈密顿-雅可比理论 介绍经典力学的最概括形式。引入特征函数 $S(q, t)$,推导出哈密顿-雅可比方程。展示了如何通过求解该偏微分方程来一步到位地找到系统的解,即分离变量法的终极形式。 第十七章:李维尔定理与流的守恒 在相空间中,讨论了系统的演化流的性质。严格证明李维尔定理,即相空间体积在哈密顿流下保持不变,这是统计力学中微正则系综物理图像的基础。 第十八章:与量子力学的联系 简要探讨经典力学如何向量子力学过渡。讨论了对应原理,展示了泊松括号如何通过 $hbar$ 对应到量子力学的对易子关系,为学生开启通向现代物理的大门。 本书特色 1. 理论的深度与广度兼顾: 成功地将牛顿力学的直观性与拉格朗日/哈密顿力学的数学优雅性融为一体,不回避复杂的数学推导,但同时提供清晰的物理图像。 2. 强调守恒律的统一性: 将能量、动量和角动量等守恒律视为对称性的直接结果(通过诺特定理的观点间接引入),而非孤立的经验定律。 3. 丰富的数学工具: 详细介绍了变分法、张量分析、以及复变函数在求解振动问题中的应用,是物理学高级数学训练的优秀补充。 4. 例题与习题设计精妙: 书中穿插了大量详尽的解析例题(如陀螺进动、二体问题的精确解),每章末尾均附有难度分级的习题,旨在检验读者对理论的掌握程度和解决复杂问题的能力。 本书旨在超越传统的入门教材,为有志于从事理论物理、天体物理、高级工程控制以及应用数学研究的读者,提供一套完整、自洽且充满洞察力的经典力学知识体系。它要求读者具备微积分和基础线性代数知识,是物理专业学生迈向更深层次理论学习的必经之路。

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读后感

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用户评价

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坦白说,在我拿到《College Physics》之前,我几乎对物理学一窍不通,甚至有些畏惧。但我不得不说,这本书以一种极其人性化且充满智慧的方式,让我逐渐爱上了这门学科。作者在编写这本书时,显然是站在初学者的角度,将复杂的物理概念化繁为简。他们并没有一开始就抛出那些令人望而生畏的数学公式,而是先从生活中的现象切入,比如“为什么物体会向下落?”、“为什么会有风?”来引导读者思考,然后逐步揭示背后的物理原理。书中的插图和图表是这本书最大的亮点之一。它们将抽象的物理过程具象化,比如用力的矢量图来解释合力的概念,用简谐振动的图像来描绘周期性运动。这些视觉化的辅助,让我能够更直观、更深刻地理解那些抽象的概念。而且,这本书的语言风格非常平易近人,没有过多的专业术语堆砌,即使遇到一些陌生的概念,作者也会用通俗易懂的比喻来解释。例如,在讲解熵的概念时,作者用“房间变得越来越乱”来比喻熵的增加,这让我瞬间就明白了其核心含义。书中还设置了大量的“思考题”,这些问题并不是简单的记忆题,而是需要读者运用所学知识进行分析和推理,这极大地培养了我的独立思考能力。总而言之,《College Physics》不仅仅是一本物理学教材,更是一次充满乐趣和启发的探索之旅,它让我看到了物理学的魅力,也让我对科学产生了浓厚的兴趣。

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《College Physics》这本书的教学方法,可以说是相当的“接地气”和富有成效。我原本对物理学抱持着一种“敬而远之”的态度,觉得它是一门高深莫测的学科。然而,这本书用其详实且易懂的内容,彻底改变了我的看法。作者在讲解每一个物理概念时,都非常有条理,并且会考虑到不同学生的接受程度。他们会先用通俗的语言描述现象,然后引入必要的物理原理,再辅以数学公式进行量化。例如,在讲解机械能守恒时,书中会用一个摆锤的运动来演示能量在动能和势能之间的转化,并且会清楚地说明在没有阻力的情况下,总机械能是保持不变的。这本书最大的特色之一,就是其丰富的插图和图表。这些视觉化的辅助,极大地降低了理解物理概念的难度。例如,在讲解电场线和磁场线时,书中提供的示意图,能够非常直观地展示电场和磁场的分布情况。而且,作者还会在一些关键概念旁边,设置“提示”或“警告”栏目,提醒我一些容易出错的地方,或者需要特别注意的细节。这就像是在学习过程中,有一位经验丰富的老师在旁边随时指导,让我少走了很多弯路。此外,本书对于习题的设计也十分考究,不仅有基础的计算题,还有一些需要综合运用多个概念的分析题,这有效地帮助我巩固了所学知识,并提升了我的解题能力。可以说,《College Physics》是一本真正能够激发学生学习兴趣,并培养科学思维的优秀教科书。

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从一名对物理学知之甚少的学生角度来看,《College Physics》这本书是一份非常珍贵的学习指南。作者在内容组织上,展现出了极高的专业素养和教学智慧。他们并没有将物理学视为一个孤立的学科,而是通过大量与现实世界息息相关的例子,将物理学与我们的日常生活紧密联系起来。例如,在讲解摩擦力时,书中会分析汽车轮胎的抓地力,以及我们走路时鞋底的摩擦力,这些都让我觉得物理学就在身边。书中对概念的解释,始终坚持“由表及里”的原则,从现象出发,逐步深入到原理,再到数学的表达。例如,在讲解动量守恒定律时,书中会从一系列碰撞的例子开始,展示动量如何被守恒,然后才引入动量和速度的关系,并最终推导出动量守恒的数学表达式。这种循序渐进的学习过程,让我感到轻松且高效。而且,本书对于每一个公式的介绍,都伴随着详细的推导过程和应用场景,这让我不仅仅是记住公式,更能理解公式背后的物理意义,并知道如何将其应用到具体的问题中。我尤其欣赏书中那些“深度思考”的版块,它们会引导我思考一些更深层次的问题,或者对已有的概念进行更深入的理解,这极大地提升了我的学习主动性和批判性思维能力。总而言之,《College Physics》是一本真正能够帮助学生理解和热爱物理学的教科书,它不仅传授了知识,更重要的是,它培养了我对科学探索的热情。

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一本令人难以置信的物理学教科书,为我打开了通往一个全新的、以数学为语言的世界的大门。在我翻开《College Physics》的第一页之前,我一直以为物理学只是科学家们用来解释一些我永远无法理解的现象的复杂方程集合。然而,这本书彻底改变了我的看法。作者以一种非常易懂且引人入胜的方式介绍了核心概念,从基础的运动定律到更复杂的电磁学和光学原理,无一不涵盖。我尤其欣赏作者在引入每个新概念时所采取的循序渐进的方法。他们不会一次性塞给我过多的信息,而是小心翼翼地构建知识体系,确保我掌握了基础之后再继续前进。书中大量的插图和图表也起到了至关重要的作用,它们将抽象的理论转化为生动的视觉信息,让我在头脑中构建起物理过程的图像。例如,在学习牛顿定律时,书中关于力、质量和加速度关系的图示,让我清晰地理解了不同物体在不同力作用下的运动状态。更重要的是,这本书不仅仅是理论的堆砌,它还提供了大量与现实世界紧密联系的例子。从日常生活中随处可见的杠杆原理,到复杂的航天器发射,作者都巧妙地将物理学原理融入其中,让我看到了物理学在我们生活中无处不在的力量。这种联系感让我觉得学习物理学不再是枯燥的任务,而是一种探索世界奥秘的方式。这本书甚至激发了我对物理学更深入研究的兴趣,我开始主动去探索那些书中没有详尽展开的领域,这在我过去是难以想象的。它不仅仅是一本教材,更像是一位耐心且知识渊博的导师,引导我穿越物理学的迷人领域,让我对宇宙的运行方式有了全新的认识和深刻的敬畏。

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《College Physics》这本书的卓越之处在于其对教学方法的深刻理解和实践。作为一名初次接触物理学的学生,我曾以为这会是一段充满挑战甚至令人沮丧的学习旅程。然而,这本书以其精心设计的结构和引人入胜的内容,彻底改变了我的认知。作者在构建知识体系时,充分考虑到了学习者的认知曲线,将复杂的物理概念分解成易于理解的单元,并确保每个单元都建立在坚实的基础之上。例如,在讲解万有引力定律时,书中首先回顾了牛顿的运动定律,然后在此基础上引入了引力概念,并逐步解释了如何计算不同天体之间的引力。这种层层递进的方式,让我能够清晰地理解每个知识点的逻辑联系,而不是感到信息过载。书中穿插的大量真实世界案例,更是为枯燥的理论注入了生命力。无论是解释惯性时提到的系安全带的重要性,还是分析能量转化时用到的太阳能电池板,都让我看到了物理学在实际生活中的广泛应用,从而激发了我学习的积极性。此外,这本书在习题设计上也展现了其独特的教学理念。习题不仅考验了对公式的记忆和应用,更注重培养解决实际问题的能力。许多题目都要求学生结合生活中的具体情境进行分析和计算,这不仅巩固了知识,还提升了我的分析能力。我认为,一本好的教科书不仅仅是知识的载体,更应该是一位优秀的引导者,《College Physics》无疑做到了这一点,它让我对物理学产生了浓厚的兴趣,并为我未来的学习奠定了坚实的基础。

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在我阅读《College Physics》之前,我对物理学的印象就是一系列抽象的数学公式和晦涩难懂的理论,总觉得自己离这个领域很遥远。然而,这本书以一种极其亲切且富有启发性的方式,完全颠覆了我之前的看法。作者在内容编排上,采用了“先易后难”的策略,从最基础的运动学概念开始,例如位移、速度和加速度,并用生动形象的比喻来解释它们,让我能迅速建立起直观的理解。例如,用“赛跑”来解释位移和速度,用“刹车”来解释加速度,这些都让我觉得物理学就在身边。书中大量运用图解和流程图,将复杂的物理过程可视化,这对于我这种偏向视觉化学习的人来说,简直是福音。例如,在讲解功和能时,书中对于不同力做功的示意图,以及能量转化过程的图示,都让我能够一目了然地理解这些概念。更让我惊喜的是,作者在解释一些相对高深的物理概念时,例如热力学和波动学,并没有直接抛出复杂的数学模型,而是先从现象入手,引导读者思考,然后逐步引入必要的数学工具。这种“理论源于实践”的讲解方式,让我觉得物理学是如此的贴近生活,充满智慧。书中还包含了很多“思考题”和“动手实践”的建议,鼓励读者主动去探索和验证物理原理,这让我不再是被动地接受知识,而是主动地参与到学习过程中。这本书不仅传授了知识,更重要的是,它点燃了我对物理学的热情,让我看到了一个充满奥秘和魅力的世界。

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《College Physics》这本书的质量和内容,着实让我大为惊叹,它超出了我最初的预期。我在拿到这本书时,就对物理学抱持着一种“学好它,但不要指望我能真正热爱它”的态度。然而,这本书以其独特的教学魅力,一点一点地改变了我的看法。作者在对物理概念的阐述上,有着一种化繁为简的功力。他们不会直接给出结论,而是循序渐进地引导读者去发现和理解。例如,在讲解相对论的初步概念时,作者并没有直接引入时空弯曲等复杂理论,而是从“光速不变”这个最基本也是最颠覆性的假设开始,一步一步地推导出时间膨胀和长度收缩等结论。这种严谨而又充满逻辑的讲解方式,让我能够深刻地理解这些理论的根基。书中对于每一个物理量的定义,都非常清晰且准确,并且会详细说明其单位和测量方法,这对于打好物理学基础至关重要。此外,本书对于数学工具的应用也恰到好处,既展示了数学在物理学中的重要性,又不会让非数学专业的读者感到压力。作者会清楚地解释每个数学公式在物理学中所扮演的角色,以及它如何帮助我们量化和预测物理现象。更值得称道的是,书中包含了一些历史性的介绍,比如介绍伽利略、牛顿等物理学巨匠的贡献,这让我在学习科学知识的同时,也感受到了人类智慧的传承和科学精神的伟大。可以说,《College Physics》是一本集科学性、系统性和启发性于一体的优秀教科书,它让我对物理学产生了前所未有的热情和敬畏。

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对于我这样一位非物理学专业的学生来说,《College Physics》简直是一场及时雨。在开始阅读之前,我曾对课程的内容感到焦虑,担心自己无法跟上进度,也无法理解那些复杂的公式。然而,这本书的出色组织和易于理解的语言,完全打消了我的疑虑。作者非常聪明地在每个章节的开头设置了“情境引入”,将抽象的物理概念与日常生活中的现象联系起来,例如用汽车的启动和刹车来引入牛顿第二定律,用抛掷物体的轨迹来解释抛射运动。这种“从熟悉到陌生”的学习方式,让我在接触新概念时感到更加亲切和自然。书中大量的图示和示意图更是功不可没,它们清晰地展示了物理过程的动态变化,例如在讲解液体压强时,书中对于不同深度液体压强分布的图示,让我能够直观地感受到压强的变化。而且,作者在讲解过程中,并没有一味地追求数学的严谨性,而是更加注重物理意义的传递。他们会详细解释每个公式的含义,以及它背后所代表的物理规律,并且常常会给出一些“提示”或“注意”栏目,提醒读者在应用公式时可能遇到的陷阱。这对于我这样的初学者来说,无疑是极其宝贵的指导。此外,这本书在物理学的各个分支之间搭建了良好的桥梁,例如在介绍电磁学时,会巧妙地回顾之前学过的力学知识,帮助我建立起不同物理概念之间的联系。这本书让我真正体会到物理学并非高不可攀,而是一门能够解释世界运行规律的迷人学科。

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《College Physics》这本书给我的感受是,它不仅仅是一本教科书,更像是一位循循善诱的老师,用最恰当的方式引导我探索物理学的奥秘。我一直认为物理学是需要天赋才能掌握的学科,但这本书让我意识到,只要方法得当,每个人都能领略到物理学的魅力。作者在讲解每一个概念时,都力求做到清晰、准确且富有逻辑。他们不会仅仅给出公式,而是会详细解释公式的推导过程,以及它所代表的物理意义,并用生活中的实例来佐证。例如,在讲解牛顿第三定律时,作者用“你推墙,墙也推你”这个简单的例子,生动形象地说明了作用力和反作用力总是成对出现的。书中大量的例题,不仅类型多样,而且解答过程都非常详尽,一步一步地指导我如何分析问题、选择合适的公式以及进行计算。许多例题的设置都非常巧妙,能够帮助我理解同一概念在不同情境下的应用。此外,这本书在章节的编排上也体现了作者的教学智慧。他们会定期安排一些“复习”或“总结”的部分,帮助我巩固之前学习的知识,并建立起不同章节之间的联系。这种有条理的学习方式,让我能够更有效地吸收和记忆知识。更让我赞赏的是,书中在介绍一些物理学家的贡献时,也穿插了他们的生平故事,这让我在学习科学知识的同时,也能感受到科学家的探索精神和人文情怀。这本书让我对物理学有了全新的认识,也让我对自己的学习能力有了更多的信心。

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《College Physics》这本书的深度和广度让我印象深刻,它不仅仅是一本物理学入门读物,更是一本能够激发读者深度思考和探索的宝典。当我拿起它时,我带着对物理学普遍存在的畏惧感,但这本书用其清晰的逻辑和详实的内容,逐步瓦解了我这种顾虑。作者在概念的阐述上,总是能够从最根本的原理出发,层层递进,确保读者能够真正理解每个知识点的来龙去脉。例如,在介绍能量守恒定律时,书中不仅给出了严格的数学推导,还通过一系列生动的例子,比如滑下斜坡的物体,解释了能量是如何在不同形式之间转化的,并且总量保持不变。这种深入浅出的讲解方式,让我在理解理论的同时,也能够感受到其在实际中的应用。此外,这本书在习题设计上也独具匠心。它涵盖了从简单概念检验到复杂问题解决的各种题型,并且每一类题型都经过精心设计,能够有效地巩固和检验读者对所学知识的掌握程度。许多习题的解答过程也提供了详尽的步骤和思路,帮助我理解解题的关键。更令我称赞的是,书中在讨论一些前沿物理现象时,比如相对论和量子力学的基础概念,作者并没有回避其复杂性,而是以一种尽可能易懂的方式介绍了这些概念的核心思想,并指出了它们与经典物理学的联系和区别。这让我对物理学的发展历程和未来方向有了更宏观的认识。可以说,《College Physics》不仅是一本传授知识的工具书,更是一本能够培养批判性思维和解决问题能力的训练营,我从中受益匪浅。

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Title: Faughn/Serway, Serway’s College Physics, Brooks/Cole-Thomson Learning, International Student Edition; Classification: Year 2, Semester 1, PAP181.

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Title: Faughn/Serway, Serway’s College Physics, Brooks/Cole-Thomson Learning, International Student Edition; Classification: Year 2, Semester 1, PAP181.

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Title: Faughn/Serway, Serway’s College Physics, Brooks/Cole-Thomson Learning, International Student Edition; Classification: Year 2, Semester 1, PAP181.

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Title: Faughn/Serway, Serway’s College Physics, Brooks/Cole-Thomson Learning, International Student Edition; Classification: Year 2, Semester 1, PAP181.

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Title: Faughn/Serway, Serway’s College Physics, Brooks/Cole-Thomson Learning, International Student Edition; Classification: Year 2, Semester 1, PAP181.

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