Physique Don - t Panic! 10 étapes pour résoudre (la plupart) Physique Problèmes, SmarterThanThat
Ce semestre, j'ai commencé des cours dans le centre d'étude de la physique et les mathématiques. Je suis le seul professeur de physique « pure » - le reste des tuteurs sont des mathématiciens ou des ingénieurs qui se sentent très à l'aise avec les mathématiques (à juste titre, ils sont tous assez impressionnant). La plupart d'entre eux répugnent à des problèmes de physique, cependant, me laisser - et une poignée d'autres tuteurs - accord avec le sujet redoutée.
En général, la physique semble avoir cette aura à ce que fait peur aux gens avant qu'ils ne commencent même résoudre un problème. Cela commence par la physique très basique, mais continue avec du matériel de niveau supérieur. La différence semble être que seuls ceux qui aiment la physique - et trouver une bonne façon de traiter avec elle - rester dans les parages pour traiter les choses de plus haut niveau.
Physique - et la plupart des sujets scientifiques - peuvent être très compliquées. La description de notre monde n'est pas toujours intuitive, et nécessite parfois une compréhension mathématique et conceptuelle qui est très avancé. Ce bien peut expliquer pourquoi pas tout le monde va pour une carrière en physique. Cela, et bien, le salaire.
En physique de base - matériel couvert dans l'école secondaire et des cours universitaires à faible niveau - la méthode est simple. Il n'y a pas lieu de paniquer. Très souvent, c'est la panique lui-même qui empêche les étudiants de traiter le sujet avec soin et tirer le meilleur parti de ces cours.
Dans mon tutorat expérience pour (et prendre) des cours de physique de bas niveau, je travaille sur quelques règles de base qui peuvent vous aider à vaincre les problèmes. Ceux-ci aideront si le problème est dans un devoir à la maison ou à un examen. Nous allons passer maintenant.
1. Ne pas paniquer.
Cela semble évident, non? Et pourtant, il est plus difficile qu'il n'y paraît. Vous regardez la question et les phrases métier à tisser à vous d'un air menaçant, vous confondant sans fin. Vous ne savez pas où commencer, même si vous reconnaissez les concepts de base. Dont les voitures vont dans quelle direction? Quel type d'onde se déplace sur la chaîne? Aidez-moi, vous pensez dans la terreur. Aidez moi…!
Ceci est votre temps de prendre une grande respiration, fermez vos yeux et compter jusqu'à cinq.
En physique de niveau inférieur, la plupart des questions peuvent être résolus par des formules simples. Tant que vous vous souvenez de ces formules, vous êtes la plupart du temps à une réponse. Désormais, la seule chose que vous devez vous concentrer sur l'horrible est convertissait, confondant morceau de texte en morceaux lisibles qui entrent dans vos formules. Vous pouvez le faire.
2. Essayez de comprendre la situation
Qu'est-ce qui se passe dans ce problème? Est-ce une balle en chute libre d'une certaine hauteur? Est-ce la vitesse de Superman comme il vole pour sauver Lois Lane loin une certaine distance? Ou peut-être est une question sur le magnétisme? Électricité?
Calculez le contexte d'abord. Vous ne devez pas comprendre tous les petits détails, mais une fois que vous savez ce que vous avez affaire en général, vous saurez comment formuler votre réponse et qui équations à utiliser.
3. Lisez attentivement la question
Vous comprenez la situation physique maintenant, et vous savez quel sujet traite cette question avec (ou plusieurs sujets). Maintenant, lisez la question à nouveau, et assurez-vous que vous êtes clair sur ce qu'il vous faut en fait trouver. Le même type de problème - dire, balle rebondissante - peut vous demander de trouver la vitesse initiale, la hauteur maximale ou l'angle de lancement. Chacun d'entre eux auront besoin d'une stratégie légèrement différente. Assurez-vous que vous savez ce que vous devez faire.
Un autre bon conseil à retenir à ce stade, aussi, est que de nombreux problèmes de physique ont des informations très crucial dans la formulation. Une voiture à partir de repos, par exemple, signifie que votre vitesse initiale est égale à zéro. Deux objets tombant d'une fenêtre peut se comporter différemment s'ils sont tous deux attachés les uns aux autres.
Lisez attentivement la question - ce n'est pas le temps à écumer. Assurez-vous que vous ne manquez pas des informations cruciales.
4. Organiser l'information
problèmes de mots sont source de confusion seulement parce qu'ils cachent les variables réelles à l'intérieur. Parfois, vous recevrez des informations supplémentaires que vous aurez pas vraiment besoin. D'autres fois, il y aura des variables dont le but est révélé dans une dernière partie de la question.
Par exemple, si la question a une voiture qui commence à se déplacer de repos et prend 5 minutes pour atteindre une vitesse de 20 km / h vous devez écrire les variables de base comme ceci:
Pour ce faire, toutes les informations que vous obtenez de la question. Cela vous aidera à voir les variables devant vous clairement, trouver l'équation appropriée à utiliser, et voir ce que vous êtes absent. Il fera également l'original, le texte confondant inutile. Si vous organisez vos informations, votre cerveau sera libre de traiter avec la physique réelle au lieu de la compréhension de la lecture.
5. Dessinez la scène
En physique, un dessin peut vraiment faciliter les choses. Par exemple, faire une idée visuelle de votre cadre de référence ou de la différence entre un maximum (positif) et vers le bas (négatif), peut signifier la différence entre une bonne réponse et une mauvaise.
Vous ne devez pas être bon en dessin. Dessinez un schéma approximatif en fonction de la situation. Les flèches sont vos amis dans les questions de physique - ils vous montrent dans quelle direction un objet est en mouvement ou ce que la somme possible des forces lui sont appliqués sont. Ils organisent les informations pour vous. Utilise les.
Quelques questions viennent déjà avec un dessin - l'utiliser! Questions sur les forces, par exemple, sont mieux résolus par un schéma, et vous pouvez manquer des informations cruciales que vous ne voyez pas immédiatement si vous ne l'esquisser.
Allez, Picasso, lui donner votre meilleur coup, et passer à l'étape suivante.
6. Vérifier unités
Parfois, votre professeur testera vos compétences de conversion de l'unité. Ce n'est pas sans but - en physique (et de la science en général), les unités sont cruciales. Vous devez vous assurer que vos unités sont les mêmes tout au long de l'exercice, sinon les formules ne fonctionneront pas. Si vous multipliez la vitesse par le temps, vous obtiendrez la distance (en supposant une accélération constante), mais si la voiture se à 10 km par heure pendant 5 minutes, en multipliant 10 par 5 vous ne donnera pas la bonne réponse. Au contraire, vous devrez soit convertir les kilomètres par heure en kilomètres par minute, ou (et probablement plus facile) convertir 5 minutes en unités d'heures.
La meilleure façon de le faire est par fractions, mais il y a assez de conversion des unités guide là-bas qui expliquent ce concept. Rappelez-vous de ne pas paniquer, faites-le attentivement et vous obtiendrez vos valeurs correctes.
Si nous continuons notre exemple de la dernière partie, nous devons convertir la translocation t (final) de minutes à quelques heures. Ce n'est pas trop difficile à faire:
(Voyez comment les unités « minutes sont annulées avec les unités « minutes dans le dénominateur, laissant les unités de « heure » avec la réponse finale? C'est un excellent moyen de vérifier que votre conversion est à droite)
Maintenant que toutes vos variables sont dans les bonnes unités, vous pouvez continuer à résoudre la question.
7. Pensez à vos formules
Cela est vrai pour la plupart des questions de physique, et tout à fait vrai dans la physique de niveau inférieur. En tant qu'étudiant de la physique de base, vous n'êtes pas obligé de réinventer la roue - ou même comprendre comment la roue a été inventée en premier lieu. Qu'est-ce que vous êtes censé faire est de comprendre les concepts et utiliser les outils disponibles pour vous.
Le plus important de ces outils sont les formules.
Certains professeurs exigeront que vous mémorisez les formules pertinentes, tandis que d'autres vous donneront une « feuille de triche. » De toute façon, vous avez ce que vous avez besoin. Memorization peut paraître horrible, mais la plupart des sujets de physique n'ont pas beaucoup d'équations à mémoriser. Je me souviens avoir suivi un cours avancé de l'électromagnétisme où je devais mémoriser environ 20 formules différentes. Au début, il semblait terrible, je continuais les rappeler mal. Cependant, plus vous utilisez les formules, et plus vous comprenez ce qu'ils veulent dire et - si vous vous souciez assez pour vérifier - d'où ils venaient, plus cela devient facile de les mémoriser.
Organisez vos formules devant vous. Si vous avez une feuille de triche, aligner à côté de vos variables. Quelle formule vous pouvez remplir, en laissant le moins de variables manquantes? Quelle formule peut vous aider à résoudre la question?
Mais attendez, Quelle formule dois-je utiliser ?!
équations physiques ne sont pas seulement d'une terre sur les scientifiques du ciel, tout enveloppé bien dans la formulation mathématique. Ils sont dérivés des propriétés physiques, et ils sont tous reliés entre eux. Dans la plupart des problèmes de physique, il y a plus d'une façon de parvenir à une solution, ce qui signifie souvent que plus d'une équation peut fonctionner. En fait, dans la grande majorité des questions, peu importe l'équation que vous utilisez - en supposant qu'il soit pertinent à la matière, et que vous insérez les variables appropriées - vous arriverez à une solution.
La façon de savoir quelle équation à utiliser dépend de deux principaux problèmes: les variables qui vous sont données dans l'équation et votre expérience. Plus problèmes que vous résolvez, plus vous familiariser avec les stratégies pour choisir la bonne formule. Jusqu'à ce que cela arrive, cependant, rechercher la formule qui a la variable que vous connaissez déjà (à partir de votre liste de variables) et relie ceux à une variable que vous manquez. Si vous avez deux variables manquantes, vous aurez probablement besoin de deux équations.
Ralentissez, regardez votre liste de variables, et trouver les bons. Il est comme un casse-tête, et plus vous le faites, mieux vous mettre au travail.
Vous avez vos variables, vous avez votre croquis, vous savez ce qui se passe - brancher, résoudre et obtenir votre réponse.
9. Vérifiez vos résultats
Ceci est un pas beaucoup d'étudiants sauter, puis payer. Je l'ai payé très cher à mon haut examen de la physique finale scolaire, en fait, et je ne le ferai plus. Vérification des résultats peut être aussi facile que l'écrémage à travers vos équations et en prenant 15 secondes pour réfléchir à la réponse que vous avez.
Cela peut faire la différence entre 100% et 70%, et parfois pire.
Qu'est-ce que je veux dire en vérifiant le résultat? Eh bien, si la réponse que vous avez pour la vitesse de votre voiture est plus que la vitesse de la lumière, vous êtes probablement tort. Si les unités d'accélération sortent pour être autre chose que la bonne distance / temps ^ 2 unités, vous avez fait une erreur. Si votre question demande minutes et votre réponse est en quelques secondes, vous avez manqué une étape.
Lisez attentivement les instructions et vérifier votre méthode. Il est vraiment important.
10. Pratique. Entraine toi. Entraine toi.
Ouais, ouais, ouais, vous pensez à vous-même en ce moment, je parie. Tout le monde le dit. La pratique rend parfait. Pratique pour devenir meilleur. Comment. évident.
Mais il ne semble pas être bien évident pour de nombreux étudiants.
Je reçois parfois des regards ébahis des étudiants que je Tutor quand je viens avec la meilleure façon de résoudre une question qu'ils viennent de passer une demi-heure à essayer de résoudre. « Je n'aurais jamais pensé! » Disent-ils, dans la crainte de mon génie. Eh bien, autant que mon ego aimerait accepter ce compliment, je ne suis pas le génie. La raison pour laquelle je vois la solution est rapidement habituellement parce que j'ai de l'expérience - je l'ai fait beaucoup de ces questions que je prévois déjà quelle méthode fonctionnerait probablement mieux.
Ai-je raison tout le temps? Bien sûr que non. Parfois, je commence par une méthode et trouver qu'il était dans le mauvais sens. Mais ces « erreurs » ne servent qu'à vous enseigner la façon d'aborder les différentes séries de questions. Plus vous les faites, moins de temps qu'il vous faut pour reconnaître la manière efficace réelle de les résoudre.
Il est tout au sujet de l'expérience. Ne pas paniquer et ne pas abandonner. La physique est moins dur que vous pensez (la plupart du temps).
Nous avons donc essayé de construire une méthode d'attaquer les problèmes de physique en général. Voyons voir comment cela fonctionne dans la pratique en choisissant un exemple de question que je pris de ce document en ligne.
Le problème
Un homme traîne une boîte sur le sol avec une force de 40N à un angle. La masse de la boîte est de 10 kg. Si l'accélération de la boîte est de 3,5 m / s ^ 2 (et peut être négligée friction) à quel angle à l'horizontale ce que l'homme tire?
- Ne pas paniquer.
- Essayez de comprendre la situation
Dans ce cas, il est assez simple. Un homme tire une boîte sur le sol, seulement il est le tirant à un angle. La boîte est accélérée forward.Since on ne dit sur l'accélération de l'avant, nous devrons prendre en compte les forces horizontales (ou la projection horizontale) - la projection verticale ne semble pas être pertinent à ce problème pour l'instant. - Lire attentivement la question
Dans ce cas, la question est courte, et il est difficile de rater les données. Pourtant, nous reconnaissons que nous avons une force sur la boîte, et que nous sommes censés trouver l'angle de cette force. Maintenant, nous savons ce que nous devons faire, et nous pouvons passer à l'étape suivante. - Organiser l'information
Voici une liste de nos variables:
Psst ... Vous l'avez fait!
Ne laissez pas la tourbière sujet vous avant de vous attaquer même pas. Physique semble horriblement compliqué, mais la plupart de ses questions de niveau de base sont semblables - une fois que vous obtenez le concept, vous obtenez la solution.
- Ne pas paniquer.
- Essayez de comprendre la situation.
- Lire attentivement la question.
- Organiser l'information.
- Esquisse de la scène.
- Vérifier unités.
- Pensez à vos formules.
- Résoudre.
- Vérifiez vos résultats.
- Entraine toi. Entraine toi. Entraine toi.
Là. Ce n'était pas si mauvais, était-il?
- UnintentonalChaos, l'aide d'édition incroyablement impressionnant.
- Daniel Grrrrrrrrrrrrrrrrrrreenberg, pour ses (comme d'habitude) yeux vifs et bons conseils.
- Pour Toby, pour signaler les corrections finales, même si elle n'a pas tout à fait comme la physique (ne est parfait).
- Crédit photo: RLHyde de Flickr.
deux grands steaks juteux
comme une note de côté, je dois dire que c'est un sujet merveilleux. du point de vue de débutants sa vaste, mais je ne veux vraiment savoir pourquoi et comment?
espère que le bon sens
J'ai un autre problème. (Je peux résoudre des problèmes, mais je ne sais pas pourquoi ce qui me happend à l'essai je ne peux pas résoudre il :(
