schema fizica School

Ce această secțiune confuz


După ce am fost lovit de ideea că am înțeles cum să rezolve problemele școlare în fizică. Este cu siguranță este o problemă „standard“ în cazul în care „de la punctul A la punctul B începe să se miște biciclist cu doi moli de un gaz monoatomic sub pistonul ...“ Și pentru a rezolva astfel de probleme nu este necesară în viața de zi cu zi, acest lucru este de calificare mea sa dovedit a fi complet inutil. Ei bine, despre pit fel de inutil, trageți înainte de construirea casei, pentru chiriași sale de viitor: nu rozul nu vobesh în ea, și nici un scaun pe ea nu dă. Așa că am decis să-l un mort de cunoștințe, lipsit de valoare disponibile pentru alții, mai ales că mulți oameni au întrebat: spune-mi, a scrie un algoritm ...

Nu știu dacă vreodată ceva ce merită va veni din toate astea. Deci, acum, toate că lui scrieri, care pot fi găsite pe această pagină - un fel de proiect de tema-jurnal. Uneori mă aduc aici considerații mi se par importante.

Schema de rezolvare a problemelor în fizică

Care este sarcina fizică și ce înseamnă să o rezolve?


Fiecare activitate în fizica simulează o anumită situație reală sau posibilă folosind limbajul său specific natural. Una dintre caracteristicile acestei limbi este faptul că între fenomenele individuale în orice situație descrisă mai sus, există relații, nu numai calitativ ci și cantitativ. Aceste relații sunt supuse unor legi stricte ale fizicii. În realitate, aceste legi pot fi efectuate nu destul efectuate strict cu restricții sau nu efectuate deloc, dar în problemele școlii folosim întotdeauna idealizări (punct material, fir inextensibil piston fără greutate, etc), care ne permite să efectueze kolichetvennom stricte legile fizice. Din această cauză, știind unele caracteristici numerice ale sarcinii obiectelor, putem identifica alte. De fapt, soluția problemei fizice și este de a găsi aceste caracteristici necunoscute. În cazul în care problema ridică problema de clarificare doar caracteristici calitative, problema este calitatea. problemă de calitate - este o clasă separată specială de probleme care ajută profund înțeleagă esența fenomenelor, dar cele mai comune „Ținte cantitative“, care cu toate acestea, este întotdeauna prezent și nivelul de calitate. Soluția la o astfel de problemă „obișnuită“ întotdeauna constă din mai multe niveluri:
  1. Găsirea relații în situația propusă care opisyvyutsya legile fizice (nivel de calitate).
  2. Înregistrarea relațiilor găsite într-un sistem de ecuații matematice (ecuații), care permite să se obțină valorile numerice ale cantităților de interes.
  3. Conversia formală a ecuațiilor care rezultă și găsirea unui răspuns la această întrebare.

Este posibil să spunem că soluția, de fapt, partea fizică se termină în momentul în care sistemul de ecuații matematice în scris, și arată că poate fi rezolvată, oferind un rezultat de răspuns necesar. Cu toate acestea, după cum arată experiența, este de multe ori de conversie formală de regulile de algebra (sau geometrie) cauzează cele mai multe probleme. În plus, preobrzovaniya formală trebuie să se supună nu numai legile algebrice, dar încă mai au un „sentiment fizic“ și pentru a îndeplini „considerații dimensionale.“

De exemplu, având în vedere expresia referitoare masele de două organisme:

Din punct de vedere matematic, deoarece masa - valoarea non-negativ, avem dreptul de a extrage din ambele părți ale rădăcinii pătrate, și egalitatea va rămâne adevărată. Cu toate acestea, din punct de vedere al fizicii, după extragerea rădăcinii, acesta va pierde sensul fizic. Acest lucru se întâmplă pentru motivul că orice cantitate fizică ar trebui să aibă astfel de atribute ca o dimensiune fizică. care nu poate fi exprimată ca o putere fracționată. În plus, există unele limitări privind ceea ce valori pot lua cantitățile fizice. De exemplu, greutatea, lungimea, volum, suprafață, ... temperatura absolută nu poate fi negativ, numărul de particule poate fi o fracție (de exemplu, o jumătate de electroni), etc.

Aceste cerințe suplimentare, la prima vedere, să limiteze libertatea de acțiune, de fapt, ajuta la rezolvarea problemelor. Datorită acestor motive, de multe ori pot găsi rapid eroarea fără a fi nevoie pentru a finaliza verificarea calculelor: în cazul în care apare dintr-o dată, de exemplu, că forța de răspuns este egală cu masa ori viteza, este evident că răspunsul este incorect, din cauza unor considerente dimensionale, trebuie să fie egală cu produsul dintre masă și accelerație. În acest caz, producția soluțiilor de eroare se poate face fără măcar cercetând în natura și starea problemei.

În continuare, să analizăm mai detaliat fiecare dintre etapele (nivele) de rezolvare a problemelor și să încerce să izoleze unele sistem de rezolvare a problemelor tipice în școală fizica.

1. Determinarea relației

Luați în considerare prima etapă de rezolvare a problemei în formă de „întrebare - răspuns“ schemă

0. Cum să încep?

1. Care este obiectul problemei?

  • Obiectul problemei fizice poate fi cea descrisă cantitativ prin intermediul unor cantități fizice. Obiectele sunt împărțite în:
    • corp material sau sisteme de corpuri, de exemplu:
      • un punct material,
      • două bile,
      • vas cu un gaz,
      • efectuarea de cilindri,
    • procese fizice. de exemplu:
      • traiectoria de zbor,
      • elastic / coliziune neelastică,
      • destinderea gazului,
      • cristalizare lichid,
      • fluxul de curent ...
    • condiție fizică. de exemplu:
      • o stare de repaus,
      • o stare de echilibru,
      • starea inițială,
      • sostoyaine cu energia cinetică minimă,
      • starea de echilibru.
De obicei, problema este prezentă în mai mult de un obiect. Astfel, cea mai mare parte a corpului de material (sau corpurile de sistem), are loc procesul fizic. în care corpul trece stabilit în mod succesiv de stări fizice. Pentru a începe cu care aveți nevoie pentru a găsi soluția obiectului (e) a problemei

2. Ce se poate face cu obiectele gasite?

2.1 Cum să-i înfățișeze corpul fizic?
Orice obiect problemă fizică material are caracteristici modificabile și imuabile. Caracteristicile neschimbătoare determină proprietățile corpului. schimbarea - starea lui.
Cifra ar trebui să fie marcată de proprietățile corpului. Acest lucru este în primul rând:
  • Proprietățile geometrice ale corpului definit de răspunsurile la întrebările:
    • Dacă un obiect este un punct, sau extins?
    • Dacă da, care este lungimea, suprafața, volumul?
    • Este geometria corpului esențial sau nu?
  • Proprietăți fizice. masa, densitatea, sarcina electrica ... sunt reprezentate în figură ca tip de imprimare: mB = 12 kg
În cazul în care mai multe organisme, utilizarea de indici este necesar. Astfel, este mai bine să utilizați indexul alfabetic (mV. Ly) sau, cel mai rău caz, arab numeric (m1. L2).
2.2 Cum să-i înfățișeze procesul fizic?
2.2.1 Ce grafica?
De multe ori, procesele fizice sunt descrise prin relații funcționale. În fizica școală este în principal legile mișcării și izoprotsessy în gaze. Aceste procese constau în faptul că o cantitate de fizică variază în funcție de celălalt anumit mod de voplne. Astfel de procese sunt convenabile pentru a reprezenta grafice ale funcțiilor corespunzătoare. De exemplu:
  • dependența vitezei în funcție de timp: v (t) = V0 + la - corespunde liniei grafice
  • zapisimost presiunii gazului ideal al volumului la o temperatură constantă: p (V) | T = const = νRT · 1 / V - hiperbolă tipic
2.2 Cum să-i înfățișeze condiția fizică?
Stare fizică se caracterizează printr-un anumit set de schimbare a caracteristicilor fizice. Prin urmare, este reprezentat de setul de caracteristici. Dacă problema este descrisă printr-un proces, este mereu prezent în cel puțin două stări: inițială și finală. Vom presupune că suntem caracteristici importante ale corpului in state, cum ar fi impulsul și energia a două corpuri care interacționează. Apoi, putem reprezenta două stări în forma a două cifre marcate cu cifre romane I și II, și osotoyaniya vor fi caracterizate de următorii parametri:
  • Primul (inițial) Statul:
    • P1i - puls primului corp;
    • P2I - puls al doilea corp;
    • E1I - energia primului corp;
    • E2I - energia de al doilea corp;
  • Al doilea (final) Statul:
    • P1II - puls primului corp;
    • P2II - puls al doilea corp;
    • E1II - energia primului corp;
    • E2II - energia de al doilea corp;

3. În cazul în care, în ceea ce spațiu al acțiunii este problema?

  • În cartea Genezei, în primul capitol prevede: „La început, Dumnezeu a creat cerurile și pământul. Și pământul era pustiu și gol și întuneric era peste fața adâncului și Duhul lui Dumnezeu se mișca pe deasupra apelor. Și Dumnezeu a zis: Să fie lumină ... "

În cazul în care un pic mai departe de textul canonic și perefrazirvoat-l, ar arata dupa cum urmeaza: „La început, Dumnezeu a determinat cadru de referință ...“

S-ar părea că Biblia însăși ne spune în cazul în care ar trebui să începem soluția, și, în principiu, această abordare poate fi destul de consistent. Dar, în primul rând, în fizica toate cadrul de referință atașat la corpurile de referință și au fost suspendate într-un sistem de referință nul nu este într-un fel foarte bun. În al doilea rând, alegerea sistemului de referință - o bucată destul de arbitrar și dictate exclusiv de comoditate. Și cum se poate determina dacă convenabil pentru noi pentru a rezolva sistemul de referință, dacă nu știi ce organismul menționat în problema, în ce stare sunt și ce procese sunt implicate.

Exemplu situație: corpul pe un plan înclinat alunecă în jos în mod uniform. Dacă vom alege sistemul de coordonate obișnuit cu axă verticală și orizontală, apoi se dovedește că atât coordonata X și Y coordonate de schimbare a lungul timpului. Iar dacă vom alege un sistem de coordonate în care axa x este direcționată de-a lungul plan nakolonnoy, schimbarea este numai acest organism X-coordonate, și în loc de doi ar avea o ecuație. Desigur, alegerea unui sistem de referință nu ar trebui să afecteze răspunsul la problema. A fi de succes sau nu, poate doar facilita sau complica decizia.

3.1. Cum de a alege cadrul dreptul de referință?

  • Nu există nici un răspuns clar la această întrebare nu există. Criteriul este simplu: Selectați sistemul de referință este necesar, astfel încât ecuația obținută mai simplă, iar numărul lor ar fi mai mici
3.1.1 Este important să se indice dacă direcțiile axelor de coordonate, și ce face?

  1. Fizica nevoie de ea
  2. Fizica are nevoie de matematică
  3. Fizica nevoie de imaginație

Pagina anterioară

Pagina următoare