Решебник по физике задачника: 128 гдз по физике 7‐9 класс Перышкин Сборник задач

Решение физических задач — Понимание звука

Будьте организованы!

За последние двадцать лет я наблюдал, как многие студенты с трудом решают задачи по физике на домашних заданиях и тестах.Я видел, как они получали неправильные ответы и не могли отследить свои ошибки. Иногда это происходит из-за того, что ученик не понимает физику. Однако чаще всего это происходит потому, что ученик пытается «перейти к ответу» — пробовать случайные вещи в надежде быстро найти правильный ответ. Это тоже работает (иногда) — иначе студенты не стали бы этого делать. B Но это верный путь к катастрофе для чего угодно, кроме простейших упражнений из учебника типа «вставь и пей формулу».

Ключ к надежному и быстрому решению научных задач — это системный подход. Рабочие примеры в книгах по физике имеют общий формат — не без оснований. Точный метод варьируется, но основные шаги универсальны. Версии приведенного ниже шаблона были опубликованы в учебных журналах и включены почти в каждый учебник физики. Физики используют этот подход, потому что он работает. Изучите метод и используйте его!

Сначала вы могли подумать, что этот метод — пустая трата бумаги и / или времени.Со временем вы разработаете собственную усовершенствованную версию этого шаблона — и это здорово. Однако помните о важных элементах — 1) будьте организованы и 2) запишите все важные вещи — и вы можете ожидать успеха.

Шаблон решения физических задач

1. Определите важную физическую концепцию проблемы. В этой книге обычно достаточно одного предложения и одного уравнения.
2. Нарисуйте соответствующую схему. Во многих задачах диаграмма поможет вам запомнить и / или распознать важные детали.
3. Список известных и неизвестных величин с буквенными названиями и единицами измерения. Этот шаг очень важен. Здесь вы становитесь организованными. Здесь вы определяете информацию, которая поможет вам найти ответ (а также нерелевантную информацию, помещенную туда, чтобы вас отвлечь). Уточните эти детали или ожидайте неприятностей в будущем.
4. Занимайся алгеброй. Это означает изменение уравнения (а) таким образом, чтобы величина, которую вы хотите найти, находилась только в левой части уравнения.Не подключайте пока никаких номеров!
5. Произведите необходимые преобразования единиц измерения, а затем введите числа. Сделайте преобразование единиц (если необходимо). Замените буквы в уравнениях правильными числами. Затем вытащите калькулятор.
6. Задумайтесь над ответом. Здесь нужно подумать о двух основных вещах:
   1. Может ли ответ быть правильным? Есть ли у него нужные единицы? Это правильно?
   2. Что вы узнали из проблемы? Обратите внимание на то, что только что произошло.У вас есть вопросы? Было ли что-нибудь, что заставило вас остановиться и обратить на это внимание?

Не верите?

Посетите эти веб-сайты. Их совет имеет много общего с моим…

• http://blog.cambridgecoaching.com/4-tricks-for-solving-any-physics-problem
• http://www.smarterthanthat.com/physics/physics-dont-panic-10-steps-to-solving-most-physics-problems/
• https://youtu.be/YocWuzi4JhY
• https: // youtu.be / ywZPAsM1FeU

Пример

Имейте в виду, что пример, который вы собираетесь прочитать, написан автором учебника для студента-физика. Когда вы пишете свои собственные решения, вы будете писать для собственных учебных целей или, возможно, для оценщика. В том, что вы создаете, почти наверняка будет много стенографии, и это нормально.

Пример: В пещеру летучих мышей

ВОПРОС:

Летучие мыши определяют расстояние до ближайших объектов, испуская короткие импульсы ультразвукового звука и «прислушиваясь» к эхо.Фред, домашняя летучая мышь, излучает ультразвуковой «чирик» с частотой 50 кГц, который длится всего 0,1 миллисекунды, и слышит эхо через 8,0 мс. Как далеко находится препятствие, вызвавшее эхо?

РЕШЕНИЕ:

Определите важную физическую концепцию : Эта проблема касается того, как распространяется звук. Важно знать физику, что звуки в воздухе движутся с одинаковой постоянной скоростью, несмотря ни на что. Важное уравнение —

: Диаграмма для этой проблемы подчеркивает важную особенность этой проблемы: звук идет от летучей мыши к препятствию и обратно до того, как летучая мышь услышит щебетание.

Список известных и неизвестных величин (с буквенными названиями и единицами):

Эта проблема предоставляет слишком много информации. Знание физики помогает отсортировать полезную информацию от бесполезной. Чтобы решить эту проблему, все, что действительно нужно, это 1) скорость звука в воздухе и 2) количество времени, которое требуется звуку, чтобы пройти от летучей мыши до препятствия. «50 кГц» не имеет значения — весь звук распространяется с одинаковой скоростью, независимо от частоты. Как долго длится звук — «0,1 миллисекунды» — тоже не имеет значения.Однако мне нужно знать скорость звука в воздухе — Google утверждает, что она составляет 343 м / с при 20 ° C (комнатная температура). Поскольку проблема не связана с температурой, я предполагаю, что температура воздуха в пещере составляет 20 ° C.

Путь туда и обратно от летучей мыши до препятствия и обратно звуку занимает 8,0 мс, поэтому на прохождение звука в одну сторону требуется вдвое меньше времени. (Задача спрашивает расстояние от летучей мыши до препятствия, а не расстояние от летучей мыши до препятствия и обратно).

Выполните алгебру: Найдите расстояние :).

Выполните преобразование единиц измерения (при необходимости), затем введите числа: единицы измерения здесь не согласованы — скорость указывается в м / с, а время — в миллисекундах, поэтому требуется преобразование единиц измерения. Проще всего преобразовать миллисекунды в секунды:

Затем подставьте число в уравнение:

Задумайтесь над ответом:

• Ответ маловат — 1,36 метра это чуть больше ярда ?! Эта летучая мышь действительно к чему-то близка! Это правильно? Оказывается, да.Погуглите скорость звука в футах в секунду, вы получите 1125 футов в секунду или около 1,1 фута в миллисекунду. (Звукорежиссеры обычно оценивают скорость звука как 1 фут в миллисекунду для расчета задержек на сцене).
• Единицы работают.

Как это выглядит в студенческой работе

Очевидно, что, будучи студентом, вы не собираетесь записывать все шаги так же, как это делает автор учебника — это просто отнимает слишком много времени. На рисунке ниже показано, как может выглядеть решение учащегося для решения проблемы «летучая мышь», описанной выше, в записной книжке учащегося или в домашней работе.Обратите внимание, что здесь представлены все основные элементы — набросок, список известных и неизвестных величин с единицами измерения, алгебра, числа, соединенные с единицами измерения, и краткая оценка ответа.

Ученики, которые немного более осторожны, могут также включить дополнительные материалы, такие как список посторонних данных (50 кГц и 0,1 мс), и почему каждый из них может быть проигнорирован, и / или примечание о подводных камнях в проблеме («не надо» не забудьте разделить на два для выхода и обратно »).

Решение задач в физике

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ФИЗИКИ СТРАТЕГИЯ
Д-р Марк Холлабо
Нормандальский муниципальный колледж

http://www.nr.cc.mn.us/physics/Faculty/HOLLABGH/probsolv.htm

Два фактора могут помочь вам стать лучше решатель задач физики. Прежде всего, вы должны знать и понять принципы физики. Во-вторых, вы должны иметь стратегию применения этих принципов в новых ситуациях в чем может быть полезна физика.Мы называем эти ситуации проблемы. Многие студенты говорят: «Я понимаю материала, я просто не могу решать проблемы ». Если это верно для вас как изучающего физику, тогда, возможно, вам нужно развивать свои навыки решения проблем. Имея стратегию организация этих навыков может вам помочь.

Решению задач физики можно научиться просто как вы научились водить машину, играть на музыкальном инструменте или кататься на велосипеде. Что может помочь вам больше всего, так это иметь общий подход к решению каждой проблемы, которую вы сталкиваться.Вы можете использовать разные инструменты или тактики с различных областях физики, но общая стратегия остается одно и тоже. Скорее всего, вы уже приобрели навыки решения проблем и привычки из предыдущих курсов в физика, химия или математика. Как и другие области обучения и жизни, некоторые из этих привычек могут быть полезны и некоторые могут действительно помешать вашему прогрессу в изучении того, как решать проблемы физики.

Итак, изучая этот новый подход, будьте готовы пробовать новые идеи и отказаться от старых привычек, которые могут факт мешает вашему пониманию.Когда вы взрослеете как решатель проблем физики, вы обнаружите, что этот подход будет стать для вас второй натурой. Вы начнете автоматически делать то, что приведет вас к созданию эффективного Решение проблемы.

Как и во многих других учебных мероприятиях, полезно разбить стратегию решения проблемы на основные и мелкие шаги. Стратегия, которую мы хотим, чтобы вы изучили, пять основных шагов: Сосредоточьтесь на проблеме , Физика Описание , Планирование решения , Выполнение плана , и Оцените решение .Давайте возьмем подробно рассмотрите каждый из этих шагов, а затем выполните образец проблема следования стратегии. На этом этапе нашей обсуждение, не беспокойтесь, если есть физические термины или концепции что вы не понимаете. Вы изучите эти концепции по мере необходимости. Затем вернитесь к этому обсуждению.

ФОКУСИРУЙТЕ ПРОБЛЕМУ
Обычно, когда вы читаете заявление проблема физики, вы должны визуализировать задействованные объекты и их контекст.Вам нужно нарисовать картинку и указать любую предоставленная информация.

(1) Во-первых, создайте мысленный образ проблемной ситуации.
(2) Затем нарисуйте грубую, хотя и буквальную картинку, показывающую важные объекты, их движение и их взаимодействия. Например, взаимодействие может состоять из один объект соединяется с другим веревкой.
(3) Пометьте всю известную информацию. На этом этапе не беспокоиться о присвоении алгебраических символов конкретным количества.

Иногда вопрос, задаваемый в проблема не очевидна. «Веревка безопасна?» не то, на что вы можете прямо ответить. Спросите себя, что конкретно спрашивают? Как это переводится в какое-то исчисляемое количество?

Есть много способов решить физику проблема. Одна из частей обучения тому, как решать проблему, — это знать, какой подход использовать. Вам нужно будет обрисовать концепции и принципы, которые, по вашему мнению, будут полезны при решении проблема.

Если задействованы простые движения, используйте кинематику определение скорости и ускорения.
Если задействованы силы и объекты взаимодействуют из-за них сил используйте законы движения Ньютона.
Силы, которые действуют в течение определенного промежутка времени и заставляют объекты изменить их скорости предлагает с помощью Conservation импульса.
Часто в ситуациях, связанных с теплофизикой или электромагнетизм, принцип сохранения энергии Полезно.
Возможно, вам потребуется указать временные интервалы, в течение которых применение каждого принципа будет наиболее полезным.
Важно определить любые ограничения, присутствующие в такая ситуация, например, «машина не выезжает» дорога ».
Укажите любые приближения или упрощения, которые, по вашему мнению, облегчит решение проблемы, но не существенно повлияют на результат. Часто мы игнорировать силы трения из-за сопротивления воздуха.

Ваш подход, вероятно, будет очень последовательно на протяжении всего определенного раздела учебника. Задача для вас будет заключаться в том, чтобы применить этот подход в различных ситуаций.

ОПИСАТЬ ФИЗИКУ
«Физическое описание» проблема переводит данную информацию и очень дословно изображение в идеализированную диаграмму и определяет переменные, которые могут можно манипулировать, чтобы вычислить желаемое количество.В некотором смысле вы переводите буквальную ситуацию в идеализированную ситуация, когда вы можете применить законы физики. Самый большой недостаток начинающих решателей физических задач — пытаясь применить законы физики, то есть записать уравнения, прежде чем приступить к качественному анализу проблема. Если вы можете устоять перед искушением искать уравнения слишком рано в решении вашей проблемы, вы станете гораздо более эффективное решение проблем.

Чтобы построить описание физики, вы должны выполнить следующий:

• Переведите ваше изображение в диаграмму (и), которая дает только важная информация для математического решение. На идеализированной диаграмме люди, машины, а другие объекты могут стать квадратными блоками или точками.
  
• Определите символ для каждой важной физической переменной на ваша диаграмма.
  
• Обычно вам нужно нарисовать систему координат, показывающую + и — направления.
  
• Если вы используете концепции кинематики, нарисуйте движение диаграмма с указанием скорости объектов и ускорение в определенных положениях и в определенное время.
  
• Если взаимодействия важны, нарисуйте идеализированное свободное тело, и силовые диаграммы.
  
• При использовании принципов сохранения нарисуйте «до», «передача» (т. е. во время), и диаграммы «после», чтобы показать, как система изменения.Сбоку от диаграмм укажите значение для каждой физической переменной, которую вы пометили на диаграммы или укажите, что она неизвестна.

Тогда, используя вопрос, ваша физика описания и изложенного вами подхода, вам нужно будет определить целевую переменную. То есть вы должны решить, что неизвестное количество — это то, что вы должны вычислить из своего списка переменные. Спросите себя, отвечает ли рассчитанное количество вопрос.В сложных задачах может быть больше, чем одна целевая переменная или несколько промежуточных переменных, которые вы вычислить.

Теперь, зная целевые переменные, и ваш подход, вы можете собрать свой набор математических выражений с использованием принципов и ограничений вашего подход, чтобы связать физические переменные с вашим диаграммы. Это первый раз, когда ты действительно начинаешь смотреть для количественных соотношений между переменными.

ПЛАН РЕШЕНИЯ
Прежде чем вы начнете вычислять ответ, найдите время, чтобы составить план.Обычно, когда по законам физика выражается в уравнении, уравнение является общим, универсальное заявление. Вы должны построить конкретные алгебраические уравнения, которые позволят вам вычислить целевую переменную.

• Определите, как уравнения в вашем наборе инструментов могут быть вместе, чтобы найти вашу целевую переменную. Начните с уравнение, содержащее целевую переменную.
• Определите все неизвестные в этом уравнении.
• Найдите уравнения в вашем наборе инструментов, содержащие эти неизвестные.
• Продолжайте этот процесс, пока ваши уравнения не будут содержать новых неизвестные.
• Пронумеруйте каждое уравнение для удобства.
• В настоящее время не решайте уравнения численно.

Часто специалисты по решению проблем будут начать с целевой переменной и работать в обратном направлении, чтобы определить путь к ответу. Иногда единицы помогут найти правильный путь. Например, если вы ищете скорость, вы знаете, что ваш окончательный ответ должен быть в м / с.

У вас есть решение, если в вашем плане много независимых уравнений, так как есть неизвестные. Если не, определите другие уравнения или проверьте план, чтобы убедиться, что он вероятно, что переменная будет сокращена из ваших уравнений.

Если у вас такое же количество уравнений и неизвестные, указывают порядок, в котором решаются уравнения алгебраически для целевой переменной. Обычно вы начинаете построение плана в конце и работа в обратном направлении первый шаг, то есть вы записываете уравнение, содержащее сначала целевая переменная.

ВЫПОЛНИТЬ ПЛАН
Теперь вы готовы выполнить план.

• Выполните алгебру в порядке, указанном в плане.
• Когда вы закончите, у вас должно получиться одно уравнение с ваша целевая переменная изолирована с одной стороны и известна только количества с другой стороны.
• Подставьте значения (числа с единицами измерения) в это окончательное уравнение.
• Убедитесь, что единицы согласованы, чтобы они отменили правильно.

Наконец, вычислите числовой результат для целевая переменная (и). Убедитесь, что ваш окончательный ответ понятно человеку, который оценит ваше решение.

Чрезвычайно важно решить задача алгебраически перед вставкой любого числового значения. Некоторые неизвестные количества могут быть отменены, и вы на самом деле не нужно знать их числовое значение. В некоторые сложные задачи может быть полезно вычислить промежуточные числовые результаты как проверка обоснованности вашего решение.

ОЦЕНИТЬ РЕШЕНИЕ
Наконец, вы готовы оценить свои отвечать. Здесь вы должны руководствоваться здравым смыслом в отношении того, как реальный мир работает так же, как и те аспекты физического мира вы узнали на уроке физики.

• Имеют ли векторные величины и величину, и направление?
• Может ли кто-нибудь воспользоваться вашим решением?
• Является ли результат разумным и в пределах вашего опыт? Помните, например, что автомобили не езжайте по шоссе со скоростью 300 миль / час.Если вы кладете более прохладный предмет в горячую воду, вода остывает вниз, и температура объекта повысится.
• Есть ли смысл в единицах измерения? Скорость не измеряется, например, в кг / с.
• Вы ответили на вопрос?

По возможности рекомендуется внимательно прочтите решение, особенно если оно оценивается вашим инструктором. Если ваша оценка подсказывает вам, что ваш ответ неправильный или необоснованный, сделайте заявление на этот счет и объясните свои рассуждения.

Дополнительная литература:

Патриция Хеллер, Рональд Кейт и Скотт Андерсон (1992), Обучение решению проблем через кооперативное группирование. Часть 1. Групповое или индивидуальное решение проблем, американец. Журнал физики , Vol. 60, No. 7, pp. 627-636.

Патрисия Хеллер и Марк Холлабо (1992), Задача обучения Решение через кооперативную группировку. Часть 2: Разработка проблем и структурирование групп, США Журнал физики , Vol.60, No. 7, pp. 637-644.

Физика: не паникуйте! 10 шагов к решению (большинства) физических задач

В этом семестре я начал репетиторство в физико-математическом центре. Я единственный «чистый» репетитор по физике — остальные репетиторы — математики или инженеры, которые чувствуют себя очень комфортно с математикой (справедливо, они все довольно классные). Однако большинство из них уклоняются от задач по физике, позволяя мне — и нескольким другим преподавателям — заниматься этим страшным предметом.

В общем, кажется, что у физики есть такая аура, которая пугает людей еще до того, как они начнут решать проблему. Это начинается с очень элементарной физики, но продолжается с материалами более высокого уровня. Разница, кажется, в том, что только те, кто любит физику — и находят хороший способ с ней справиться, — остаются и занимаются предметами более высокого уровня.

Физика — и большинство других научных дисциплин — могут быть очень сложными. Описание нашего мира не всегда интуитивно понятно и иногда требует очень продвинутого математического и концептуального понимания.Это может объяснить, почему не все делают карьеру физика. Это и, ну, зарплата.

По основам физики — материалу, изучаемому в курсах средней школы и низшего уровня университета — методология проста. Не нужно паниковать. Довольно часто именно паника мешает студентам внимательно изучить предмет и извлечь максимальную пользу из этих курсов.

За время своего обучения на уроках физики низкого уровня (и их посещении) я выработал несколько основных правил, которые помогут вам преодолевать проблемы.Это поможет независимо от того, связана ли проблема с домашним заданием или на экзамене. Пройдемся по ним сейчас.

1. Не паникуйте.

Звучит очевидно, правда? И все же это сложнее, чем кажется. Вы смотрите на вопрос, и предложения угрожающе нависают над вами, без конца сбивая с толку. Вы не знаете, с чего начать, даже если знаете основные концепции. Чьи машины в каком направлении едут? Какой тип волны распространяется по струне? «Помоги мне», — думаешь ты с ужасом. Помоги мне…!

Это ваше время, чтобы сделать глубокий вдох, закрыть глаза и сосчитать до пяти.

В физике нижнего уровня большинство вопросов можно решить с помощью простых формул. Пока вы помните эти формулы, вы почти всегда сможете найти ответ. С этого момента единственное, на чем вам нужно сосредоточиться, — это преобразование ужасного, сбивающего с толку фрагмента текста в читаемые фрагменты, которые вписываются в ваши формулы. Вы можете сделать это.

2. Попытайтесь разобраться в ситуации

Что происходит в этой проблеме? Это мяч, свободно падающий с какой-то высоты? Скорость Супермена, когда он летит, чтобы спасти Лоис Лейн на определенном расстоянии? А может, дело в магнетизме? Электричество?

Сначала выясните контекст.Вам не обязательно разбираться во всех мелких деталях, но как только вы поймете, с чем имеете дело в целом, вы будете знать, как сформулировать свой ответ и какие уравнения использовать.

3. Внимательно прочтите вопрос

Итак, теперь вы понимаете физическую ситуацию и знаете, о чем идет речь в этом вопросе (или о нескольких предметах). Теперь прочтите вопрос еще раз и убедитесь, что вы четко понимаете, что вам нужно найти. Задача того же типа — скажем, прыгающий мяч — может попросить вас определить начальную скорость, максимальную высоту или угол запуска.Для каждого из них потребуется немного отличающаяся стратегия. Убедитесь, что вы знаете, что вам нужно делать.

Еще один хороший совет, который следует помнить здесь, заключается в том, что многие физические задачи содержат очень важную информацию в формулировках. Например, если машина трогается с места, это означает, что ваша начальная скорость равна нулю. Два объекта, падающие из окна, могут вести себя по-разному, если они оба прикреплены друг к другу.

Прочтите вопрос внимательно — сейчас не время бегать бегло. Убедитесь, что вы не пропустите важную информацию.

4. Упорядочите информацию

Проблемы Word сбивают с толку только потому, что они скрывают в себе фактические переменные. Иногда вам будет предоставлена ​​дополнительная информация, которая вам действительно не понадобится. В других случаях будут переменные, цель которых раскрывается в более поздней части вопроса.

Например, если в вопросе есть автомобиль, который трогается с места и ему требуется 5 минут, чтобы достичь скорости 20 км / ч, вы должны записать основные переменные следующим образом:

• v (начальная) = 0 км / ч
• т (финал) = 5 минут
• v (финал) = 20 км / ч
• а =?

Сделайте это со всей полученной информацией, о которой не может быть и речи.Это поможет вам четко увидеть переменные перед вами, найти правильное уравнение для использования и увидеть, что вам не хватает. Это также сделает ненужным оригинальный, сбивающий с толку текст. Если вы систематизируете информацию, ваш мозг будет свободен заниматься реальной физикой вместо понимания прочитанного.

5. Набросайте сцену

В физике рисование картинки действительно может упростить задачу. Например, получение визуального представления о вашей системе координат или о разнице между верхним (положительным) и нижним (отрицательным) ответом может означать разницу между правильным и неправильным ответом.

Необязательно уметь рисовать. Нарисуйте приблизительную схему в соответствии с ситуацией. Стрелки — ваши друзья в вопросах физики — они показывают вам, в каком направлении движется объект или какова возможная сумма приложенных к нему сил. Они организуют для вас информацию. Используй их.

Некоторые вопросы уже связаны с рисунком — используйте его! Например, вопросы о силах лучше всего решать с помощью схемы, и вы можете пропустить важную информацию, которую не сразу увидите, если не набросаете ее.

Давай, Пикассо, сделай все возможное и переходи к следующему шагу.

6. Проверить единицы

Иногда ваш профессор проверяет ваши навыки преобразования единиц измерения. Это не без цели — в физике (и в науке в целом) единицы измерения имеют решающее значение. Вы должны следить за тем, чтобы ваши единицы измерения были одинаковыми на протяжении всего упражнения, иначе формулы не будут работать. Если вы умножите скорость на время, вы получите расстояние (при условии постоянного ускорения), но если автомобиль двигался со скоростью 10 км в час в течение 5 минут, умножение 10 на 5 не даст вам правильного ответа.Скорее, вам нужно будет либо преобразовать километры в час в километры в минуту, либо (что, вероятно, проще) преобразовать 5 минут в единицы часов.

Лучше всего использовать дроби, но существует достаточно руководств по преобразованию единиц, которые объясняют эту концепцию. Не паникуйте, делайте это осторожно, и вы получите правильные значения.

Если мы продолжим наш пример из предыдущей части, мы должны преобразовать t (окончательный) из минут в часы. Это несложно сделать:

(Посмотрите, как единицы «минуты» отменяются с помощью единиц «минут» в знаменателе, оставляя единицы «часы» в окончательном ответе? Это отличный способ проверить правильность преобразования)

Теперь, когда все ваши переменные указаны в правильных единицах, вы можете продолжить решение вопроса.

7. Рассматривайте свои формулы

Это верно для большинства вопросов физики и абсолютно верно для физики нижнего уровня. Как студент, изучающий основы физики, не ожидается, что вы изобретете велосипед или даже поймете, как оно было изобретено. Ожидается, что вы будете понимать концепции и использовать доступные вам инструменты.

Самым важным из этих инструментов являются формулы.

Некоторые профессора потребуют, чтобы вы запомнили соответствующие формулы, в то время как другие дадут вам «шпаргалку».В любом случае у вас есть то, что вам нужно. Запоминание может показаться ужасным, но для большинства предметов физики не так много уравнений, которые нужно запоминать. Я помню, как проходил продвинутый курс электромагнетизма, где мне нужно было запомнить около 20 различных формул. Поначалу это казалось ужасным, и я все неправильно их запомнил. Однако чем больше вы используете формулы и чем больше понимаете, что они означают, и — если вы достаточно внимательны, чтобы проверить — откуда они взялись, тем легче их запомнить.

Разложите формулы перед собой.Если у вас есть шпаргалка, выровняйте ее рядом с вашими переменными. Какую формулу можно заполнить, оставив наименьшее количество пропущенных переменных? Какая формула поможет вам решить вопрос?

Видите? Используй это.

Но подождите, какую формулу мне использовать ?!

Вы смотрите на свой лист формул, и у вас есть три разных, помеченных под темой задачи. Как узнать, какой из них использовать? Естественно, вы снова начинаете паниковать.

Не паникуйте.

Физические уравнения не просто пришли ученым с неба, все они красиво обернуты в математические формулировки.Они происходят из физических свойств, и все они взаимосвязаны. В большинстве физических задач существует несколько способов найти решение, что часто означает, что может работать более одного уравнения. Фактически, в подавляющем большинстве вопросов, независимо от того, какое уравнение вы используете — при условии, что оно имеет отношение к предмету обсуждения и что вы вставляете правильные переменные — вы придете к решению.

Способ узнать, какое уравнение использовать, зависит от двух основных вопросов: переменных, указанных вам в уравнении, и вашего опыта.Чем больше проблем вы решите, тем больше вы познакомитесь со стратегиями выбора правильной формулы. Однако пока этого не произойдет, найдите формулу, в которой есть переменная, которую вы уже знаете (из вашего списка переменных), и свяжите ее с одной переменной, которую вам не хватает. Если у вас есть две отсутствующие переменные, вам, вероятно, понадобятся два уравнения.

Притормози, посмотрите на свой список переменных и найдите нужные. Это похоже на головоломку, и чем больше вы ее решаете, тем лучше у вас получается.

8. Решить

У вас есть переменные, у вас есть набросок, вы знаете, что происходит — подключите, решите и получите ответ.

Просто помните: вам может понадобиться решить довольно длинное уравнение, а иногда и два (или больше). Не забывай свою цель. Продолжайте смотреть на свой список переменных. Видите эту маленькую переменную, отмеченную вопросительным знаком, отметив ту, которую вам не хватает? Это то, что вам нужно решить. Сосредоточьтесь. Помните о цели. Решите уравнения.

А теперь дыши.

9. Проверьте результаты

Это шаг, который многие студенты пропускают, а потом платят за него. Я дорого заплатил за это на выпускном экзамене по физике в средней школе, и я больше никогда не буду этого делать. Проверить результаты можно так же просто, как пролистать уравнения и потратить 15 секунд на обдумывание полученного ответа.

Это может иметь значение между 100% и 70%, а иногда и хуже.

Что я имею в виду под проверкой результата? Что ж, если вы ответили, что скорость вашего автомобиля больше скорости света, вы, вероятно, ошибаетесь.2 единицы, вы ошиблись. Если ваш вопрос требует минут, а ваш ответ — секунд, вы пропустили шаг.

Внимательно прочтите инструкции и проверьте свой метод. Это действительно важно.

10. Практика. Упражняться. Упражняться.

Да, да, да, держу пари, вы сейчас думаете про себя. Все это говорят. Практика ведет к совершенству. Практикуйтесь, чтобы стать лучше. Как .. очевидно.

Но многим ученикам это не кажется очевидным.

Иногда я получаю изумленные взгляды учеников, которых я обучаю, когда придумываю идеальный способ решить вопрос, на который они только что потратили полчаса, пытаясь решить.«Я бы никогда об этом не подумал!» — восклицают они в трепете перед моим гением. Что ж, как бы моему эго ни хотелось принять этот комплимент, я не гений. Причина, по которой я быстро вижу решение, обычно заключается в том, что у меня есть опыт — я задал так много этих вопросов, что уже предвижу, какой метод, вероятно, сработает лучше всего.

Я всегда прав? Конечно, нет. Иногда я начинаю с одного метода и обнаруживаю, что это неправильный путь. Но эти «ошибки» служат только для того, чтобы научить вас подходить к различным наборам вопросов.Чем больше вы их делаете, тем меньше времени у вас уходит на то, чтобы осознать реальный эффективный способ их решения.

Все дело в опыте. Не паникуйте и не сдавайтесь. С физикой проще, чем вы думаете (большую часть времени).

Итак, мы попытались построить метод решения общих физических задач. Давайте посмотрим, как это работает на практике, выбрав примерный вопрос, который я взял из этого онлайн-документа.

Проблема

Мужчина тащит коробку по полу с силой 40Н под углом.2 (трением можно пренебречь) под каким углом к ​​горизонтали человек тянет?

Стратегия

1. Не паникуйте.
2. Попытайтесь разобраться в ситуации
   В данном случае все довольно просто. Мужчина тянет ящик по полу, только он тянет его под углом. Коробка ускоряется вперед. Поскольку нам рассказали только о прямом ускорении, нам нужно будет учитывать горизонтальные силы (или горизонтальную проекцию) — вертикальная проекция пока не имеет отношения к этой проблеме.2

Psst… Вы сделали это!

Не позволяйте теме сбивать вас с толку, даже не взявшись за нее.Физика кажется ужасно сложной, но большинство ее вопросов базового уровня схожи — как только вы усвоите концепцию, вы получите решение.

Итак, резюмируем:

1. Не паникуйте.
2. Попытайтесь разобраться в ситуации.
3. Внимательно прочтите вопрос.
4. Организуйте информацию.
5. Набросайте сцену.
6. Проверить единицы.
7. Рассмотрите свои формулы.
8. Решить.
9. Проверьте свои результаты.
10. Практика.Упражняться. Упражняться.

Есть. Это было не так уж плохо, правда?

Речь идет об опыте, уверенности и организованности. Хорошо изучите материал, чтобы понять концепции (даже если вы ненавидите математику) и понять уравнения, которые вам нужно использовать. Беритесь за проблемы терпеливо и организованно, и вы увидите, как внезапно вы станете хорошими в физике. Может даже очень хорошо. Черт возьми, может, ты сделаешь это своим университетом!

У вас есть еще какие-нибудь советы о том, как подходить к вопросам физики? Вы регулярно сталкиваетесь с проблемами определенного типа? Добавьте свой отзыв в комментариях!

• UnintentonalChaos, за невероятно отличную помощь в редактировании.
• Дэниел Грррррррррррррррррринберг, за его (как обычно) зоркий взгляд и хороший совет.
• За Тоби, указавшую на последние исправления, хотя она не совсем любит физику (никто не совершенен).
• Изображение предоставлено RLHyde с Flickr.

два больших сочных стейка

Практическое руководство — Физика — Университет Висконсин-Грин-Бэй

Как работать с физическими задачами

Есть пять основных шагов к решению любой физической задачи.Щелкните любую из ссылок ниже, чтобы просмотреть отдельный шаг в контексте типа проблемы.

1. Как определить ( , , , , , , , , ) проблема.
2. Как нарисовать картинку для ( , , , , , , , , ) проблема.
3. Как выбрать родство для ( , , , , , , , , ) проблема.
4. Как решить ( , , , , , , , , ) проблема.
5. Как понять результаты ( , , , , , , , , ) проблема.

Прокрутите вниз, чтобы получить более подробную информацию обо всех пяти шагах, или щелкните ссылку «Как сделать» под каждым типом проблемы на странице проблем, чтобы увидеть весь процесс в контексте.

Общий подход к решению физических задач

• 1. Определите проблему

  Чтобы определить тип вашей проблемы, подумайте о ключевых физических принципах, лежащих в основе вашей проблемы. Особенности поверхности (в автомобиле, на склоне, на веревке, с трением или без него, горизонтально или вертикально и т. Д.) Не влияют на решение проблемы. Независимо от особенностей поверхности, все кинематические задачи решаются одинаково.Аналогичным образом, все проблемы динамики решаются одинаково; одинаково подходят ко всем энергетическим проблемам; пр.

  В рамках процесса определения основных физических явлений проблемы вам необходимо определить, какую систему следует учитывать. Другими словами, какой объект (или объекты) вам нужно отслеживать, чтобы ответить на поставленный вам вопрос. Система, которую вы выбираете для задачи сохранения импульса, часто сильно отличается от системы, которую вы выбираете для решения проблемы силы, и поэтому вопросы ключевой физики и рассматриваемой системы взаимосвязаны.

  Обратите внимание, что определение проблемы является одновременно самым важным и наиболее часто пропускаемым этапом решения проблемы. Когда вы делаете домашнее задание, вы обычно знаете тип проблемы, потому что он назначается из определенной главы вашего текста. Кроме того, во многих книгах указывается номер раздела, относящийся к каждой проблеме. Но когда придет время сдавать тесты, и особенно заключительный экзамен, у вас не будет никаких внешних сигналов. Несколько секунд, которые требуются, чтобы четко сформулировать себе, откуда вы знаете, какая у вас проблема (для каждой домашней работы, над которой вы работаете), действительно окупятся как лучшим пониманием, так и лучшими оценками на экзамене.

• 2. Нарисуйте картинку

  Каждый тип физических задач сочетается с очень специфическим типом картинок. Рисунок, который вы рисуете, включает всю информацию, необходимую для решения проблемы (и, в идеале, только эту информацию) в формате, который напрямую сочетается с уравнением, которое вы будете использовать.

  Обратите внимание, что как только вы определили проблему и нарисовали картину, вы все свое понимание физики поместили на свои места.Остается только математическое решение ситуации, которую вы стилизовали на своей картинке.

• 3. Выберите отношение

  Во многих случаях, как только вы определили основную физику проблемы, которую необходимо решить, остается только одно уравнение, описывающее эту ключевую физику. В очень немногих случаях (например, при кинематике) вам может потребоваться выбрать одно из нескольких соотношений.

  Обратите внимание, что для решения некоторых проблем вам потребуется заполнить подуравнения по мере продвижения.Например, если вы работаете с «Сохранением энергии», вам необходимо знать, что гравитационная потенциальная энергия задается величиной mgh, или, если вы работаете с подъемной силой, вам может потребоваться запомнить, что плотность выражается величиной m / V.