Cómo entender la física en lugar de solo memorizar ecuaciones y hechos

Answer 1

Hay muchos buenos enfoques aquí. Comenzaría pensando en “procesos” en lugar de “relaciones” o “palabras”, y combiné esto con algunos experimentos (una gran cosa acerca del amanecer de la “ciencia real” en los siglos XVII al XIX es que gran parte del los experimentos fueron bastante simples, y se realizaron sin mucho equipo).

En este ejemplo, también puede usar algunas analogías con procesos más intuitivos a escala humana, como: “presión” de “algo” para voltaje, flujo de “algo” para corriente, diferentes tipos de “tuberías” que pueden impedir o ayudar el “flujo”, y así sucesivamente. Estos pueden ser muy útiles si tiene en cuenta que debe sospechar de las analogías, incluso mientras las está utilizando.

A pesar de que las ferreterías no son lo que solían ser, puede obtener la ley de Ohm para usted mismo con una batería barata, por ejemplo, una 9v, un cable aislado y un medidor barato (puede obtenerlas por aproximadamente $ 10 que medirán el voltaje, la corriente). , y resistencia). Por ejemplo, Amazon.com: Alloet Multímetro digital de trabajo pesado Medidor portátil Voltímetro Amperímetro Ohmímetro Capacitores Farads: Industrial & Scientific

Richard Feynman dijo una vez: “La ciencia significa que no tienes que confiar en los expertos”, y esto es cierto para muchos de los aspectos fundamentales. Si su escuela no está haciendo ciencia a través de hacer que los estudiantes comiencen con los experimentos y luego se los guíe para obtener las fórmulas, entonces esto no es realmente una clase de ciencias, sino más bien una clase de religión, y me quejaría como loca ! (También puede consultar un excelente currículo de física de secundaria realizado a finales de los años 50 y 60 por los mejores físicos – Física de PSSC – para encontrar muchas buenas maneras de ingresar a la ciencia a través de ser un científico y hacer ciencia).

Answer 2

La física es el tema más fascinante. Considéralo de esta manera, tienes un objeto colocado delante de ti. ¿Cuál es su significado si consideras que es masa? Bueno, es solo la masa, puedes sentirla pero no puedes predecir cuánto pesará. Pero si le agregas aceleración, crea un impacto. Igual, la misma masa de cuerpo puede golpear cualquier superficie aleatoria con una fuerza de cero o infinito. Bueno, esto parece interesante, ¿cómo puede un mismo cuerpo golpear el objeto colocado delante de él con tantas variaciones? Bueno, eso es lo que llamamos fuerza. El término fuerza entra en escena cuando tienes una masa combinada con algo de aceleración. Es tan simple como eso. La manzana del árbol no se habría caído si no hubiera habido gravedad.

Tomemos otro ejemplo, pensemos en el momento lineal. ¿Qué quieres decir con impulso? Bueno, es un cuerpo en movimiento. El caso es similar aquí, el cuerpo no tendrá ningún significado si no se mueve con cierta velocidad. El cuerpo gana impulso si se acelera. Como usted dice que el chico está realmente en un buen momento, lo que significa que es rápido en hacer sus cosas. Bueno, lo mismo vale para el impulso. Cuando un cuerpo en movimiento impacta en el cuerpo estacionario, ¿qué sucede? El cuerpo estacionario se mueve hacia adelante, mientras que el cuerpo en movimiento puede detenerse en un punto de impacto o puede moverse con una velocidad reducida, puede ver algunos accidentes automovilísticos. ¿Qué puedes interpretar si un cuerpo en movimiento choca con un cuerpo estacionario y el cuerpo estacionario avanza con la velocidad del cuerpo en movimiento mientras que el cuerpo que se mueve anteriormente se queda estacionario? Se puede ver que el cuerpo que se estaba moviendo antes no tiene energía, mientras que el cuerpo que estaba estacionario tiene toda la energía. Ya ves que se conserva la energía total del sistema. Usted ve que el impulso es elástico, es decir, hay una transferencia completa de energía de un cuerpo a otro. Esto es física. Ahora, si ve la ecuación, todo parece interesante y puede validar sus resultados.

Puedes explicar cualquier cosa primero y luego mirar las fórmulas o ecuaciones. El problema en la escuela es que primero te enseñan ecuaciones y luego siguen resolviendo algunos números. Esta no es la manera de estudiar física. Lo que debes hacer es leer primero los conceptos, pensar en ello y luego ir a los números o derivación o ecuación del concepto.

Answer 3

Creo que realmente puedo entender su problema. Hay tres formas en las que puedo pensar que pueden ser útiles para usted:

(1) Trate de ver cómo funcionan estas ecuaciones cuando se ponen a prueba en el mundo real. La mejor manera es pasar un buen rato en las sesiones de laboratorio. El problema de establecer la conexión entre las ecuaciones matemáticas y la física real es más común entre las personas que no respetan el valor de los experimentos. A veces, incluso las personas inteligentes piensan que están haciendo física, pero en realidad están simplemente entendiendo el álgebra lineal que está asociada con esa física.

Profesores brillantes como el profesor Walter Lewin casi siempre demuestran algún experimento al final de una conferencia. Los experimentos se basan en la misma técnica que se usa para los niños de kindergarten: aprender y jugar al mismo tiempo. Esta es una conferencia del profesor Lewin y puede ver cuán entusiasmado está con la demostración al final de la conferencia.

(2) Otra técnica para mejorar el nivel de comprensión de alguna ecuación es jugar con números. Simplemente ponga algunos valores en la ecuación en las unidades con las que se sienta cómodo y trate de hacer una imagen mental del significado de los diferentes componentes de la ecuación. Escriba un programa si es posible para que pueda manipular fácilmente las variables. Después de este ejercicio, cuando mire la ecuación, verá cada una de sus partes con diferentes tamaños o colores en su cerebro. Esto es como hacer la anatomía de la ecuación. El profesor Lewin lo ilustra al final de la siguiente conferencia:

(3) La tercera forma, que es la más inusual, es entrar en la historia de la ecuación. Primero descubra lo que ya se sabía en el momento de la formulación de esa ecuación. Luego repase todo el proceso para que el autor llegue finalmente a la ecuación final. Implica la idea preliminar y los experimentos realizados para refinarla. Esto será como conocer mejor a una persona después de conocer su infancia. Esto también establecerá su respeto por la ecuación y lo motivará a entenderla mejor.

Answer 4

No estoy seguro a qué nivel estás tomando tu curso de física, pero parece que es uno de esos cursos introductorios de física en la universidad.

En la universidad, por lo general, hay dos pistas para la física introductoria, una orientada hacia aquellos que tienen formación en matemáticas (p. Ej., Carreras de física e ingeniería) y otra orientada hacia las personas que no tienen formación matemática (p. Ej., Carreras de ciencias de la vida y no ciencias) .

Parece que está tomando el último tipo de curso de introducción, la llamada física no basada en cálculos.

La pista sin cálculo es realmente horrible porque, como lo señala correctamente, reduce toda la belleza de la física (conexiones matemáticas, intuición, etc.) en un montón de piezas de ecuaciones simples no conectadas superficialmente. No culpo a los estudiantes por odiar la física después de rascar la superficie de esta manera. Simplemente no es una buena educación. El cálculo es muy fundamental para comprender la física, y hasta que no lo domines, es probable que no puedas desarrollar las ideas más profundas sobre la física que te gustaría tener. El problema es que la mayoría de las personas en los EE. UU. Carecen de suficientes conocimientos matemáticos para tomar física basada en cálculos.

Mi sugerencia sería complementar su estudio con un libro de texto basado en el cálculo, si ya conoce los conceptos básicos del cálculo (o, mejor aún, cambie a un curso de física basado en el cálculo). Si aún no tienes los antecedentes matemáticos, intenta dar un paso atrás y repasar los fundamentos desde cero, basándose en una pista de física típica basada en el cálculo.

PD: si eres un estudiante de secundaria, toma el cálculo como requisito previo. Y tomar la física AP basada en el cálculo más tarde o al mismo tiempo. La física regular de la escuela secundaria se basa en una versión mucho menos rigurosa de la física no basada en el cálculo mencionada anteriormente.

Answer 5

El problema con la física es que puedes ir por un agujero de conejo con la idea de “de dónde vienen las cosas”.

En el caso de la Ley de Ohm, creo que inicialmente se determinó de forma empírica (alguien me verifica en esto), pero “realmente proviene de” las ecuaciones de Maxwell. Para comprender las ecuaciones de Maxwell, es necesario comprender el cálculo multivariable / vectorial y la teoría electromagnética. Eso es mucho para aprender solo para obtener V = IR, especialmente en el nivel de la escuela secundaria.

Peor aún, para determinar la resistencia de una pieza de material, realmente necesitas entender cómo resolver la Ecuación de Laplace Y algo de ciencia material para determinar la resistividad del material. Básicamente, puede complicarse muy rápidamente.

En general, siento que con cualquier ecuación en particular es bueno tener una idea de cómo se relacionan las variables entre sí. En la Ley de Ohm, V y I están relacionadas por una constante de proporcionalidad, R. R es una propiedad material / geométrica / térmica, pero eso no es importante desde el punto de vista de un análisis de circuito.

Así que mastique lo siguiente:

1. ¿Qué significa esta relación? Si fueras a trazar I y V en una gráfica, ¿cómo sería la gráfica?
2. Si varía R, ¿cómo cambia esto la relación? De nuevo, ¿cómo se vería esto en un gráfico?
3. Si aumentas V, ¿qué pasa con I? ¿Qué hay del revés?

Pensar en estas cosas le da una intuición sobre cómo funciona el modelo de un sistema y qué esperar al resolver un problema. En el mundo real, ENTENDER un sistema es mucho más importante que poder usar una ecuación. Los programas resuelven ecuaciones para ti. Necesitas saber si el programa te está alimentando de toros o no.

Como práctica adicional, examine la relación entre las variables en la Ley de Gravitación de Newton:

[math] F = \ frac {Gm_1 m_2} {r ^ 2} [/ math]

Tl; dr: “Por qué” una ecuación es verdadera es una pregunta demasiado complicada para una respuesta satisfactoria. Obtenga una intuición de la ecuación al relacionar variables importantes.

Answer 6

Esta pregunta ha sido respondida muchas veces en Quora, así que seré breve. Obtenga un libro de texto de física de la universidad en la biblioteca o en su Goodwill local. Si es bueno, habrá al menos algo de lo que quieras allí. En cuanto a la Ley de Ohm, en realidad hay dos afirmaciones en ella. Uno es una definición y el otro es un hecho observado. La tensión dividida por la corriente se define como resistencia. La razón por la que lo hicimos es porque, para la mayoría de los materiales y la mayoría de los voltajes, la resistencia resulta ser constante. No es para materiales “no óhmicos”.

Ahora, ¿por qué sucede eso? Esencialmente, los electrones comienzan a acelerar cuando se aplica un voltaje, pero encuentran “fricción” a través de colisiones, y por lo tanto alcanzan una velocidad terminal como un paracaidista.

Answer 7

Hay algunas opciones.

Primero, puedes hacer los cálculos. Hable con su maestro sobre cuáles son las suposiciones y observaciones básicas para cada ecuación de la que habla. Entonces trata de derivarlos. Cuanto más entiendas de dónde vienen estas ecuaciones. Tomará algo de tiempo, y puede que esto no sea algo que realmente puedas hacer, ya que depende de la cantidad de matemáticas que conozcas, pero puede llevarte a algunas ideas importantes.

Alternativamente, trate de pensar a través de los conceptos. Mencionas la ley de Ohm, así que vamos a usar eso como un ejemplo. Piensa en lo que realmente significa corriente y resistencia. Piense en un circuito con 1 Ω de resistencia y cinco amperios que fluyen a través de él. Ahora imagine un circuito donde la resistencia es 2 2 pero todavía tiene cinco amperios fluyendo a través de él. ¿Qué te dice eso sobre el voltaje? Por supuesto, este es un ejemplo delicado (el voltaje no es lo más intuitivo en física), pero piense en una situación en la que estas ecuaciones realmente se aplican. Piense por qué es más fácil detener un pequeño vagón rojo que detener una locomotora, luego traducir esa idea en [math] F = ma [/ math].

Finalmente, prueba estas cosas. Juega con pelotas y ve como se mueven. Consíguete un tablero barato y un puñado de elementos del circuito. Intenta configurar experimentos simples para lo que sea que estés estudiando. Sus resultados no tienen que ser súper precisos: tienen que ser lo suficientemente buenos para que pueda ver los principios en acción.

Answer 8

Parece que primero necesitas aumentar tus herramientas matemáticas básicas, por ejemplo, cómo 2 variables son inversamente o directamente proporcionales entre sí, ya que esto podría ayudarte a ser amigable con la ecuación. Y luego leer la teoría de diff. Libros y anotaciones en puntos de imp. Sobre un tema en particular que está estudiando. Necesito mencionar que Anote solo aquellas cosas que pueda comprender. Tómese su tiempo para analizar la información.

Y sobre los maestros de escuela, la mayoría de los estudiantes tienen el mismo problema. Entonces, antes de asistir a sus clases, una vez que lea ese capítulo o revise un video en KHAN ACADEMY, esto le ayudará a comprender mejor las clases. Pero nunca detengas tu estrategia de autoaprendizaje descrita anteriormente.

Answer 9

No te preocupes, tengo A en la universidad de física 1 y 2 en el pasado y tampoco lo entendí.

;-P Supongo que estoy haciendo más experimentos de laboratorio, aplicándome a la vida real y pensando en lo que realmente está sucediendo con más detalle. No sé si tus maestros te dan problemas complejos adicionales, los que no tienen respuestas al final del libro de texto y todos se están volviendo locos tratando de resolverlo y nadie puede hacerlo, pero los profesores nos decían Piénsalo. Este tipo de problemas me ayudaron a aprender a analizarlo ya aplicar una serie de ecuaciones y me hizo pensar cómo se relaciona una ecuación con otra, aparte de la sustitución obvia. ¡Espero que esto ayude!

Answer 10

Las fórmulas son solo expresiones de cómo funcionan las cosas. Esfuércese por aprender los principios detrás de las fórmulas: cómo funcionan las cosas. Ejemplo: Ley de Ohm. La corriente (I) es el flujo de electrones a través de un conductor. Cualquier cosa que incremente la fuerza (V) en esos electrones incrementará (multiplicará) el flujo. Cualquier cosa que resista (R) el flujo de electrones disminuirá (dividirá) el flujo. Por lo tanto, I = V / R. Este proceso produce una comprensión real en oposición a la memorización de memoria.

Answer 11

Aprendí física (básica) por mi cuenta, desde un nivel intuitivo. La forma de hacerlo es tratar de derivar los conceptos por su cuenta.

Manténgase alejado de los libros de texto excesivamente académicos porque promueven una enfermedad de valorar la manipulación de símbolos sobre la comprensión conceptual. Incluso Wolfram Alpha puede hacer álgebra.

Por supuesto, necesitas entender algunas ecuaciones básicas como V = IR, F = MA, PV = nRT y así sucesivamente.

El primer paso para comprender es tener en mente el significado de las unidades. Hay muchos libros de “ciencia popular” que explican claramente la mayoría de los conceptos.

Eche un vistazo a https://what-if.xkcd.com/ y vea cómo aplica la física a algunos problemas del mundo real.

Answer 12

La respuesta simple es hacer las cosas de manera práctica, observar y correlacionar,
Cuando algo aumenta / disminuye, entonces algo más aumenta / disminuye. Entender que sin ecuación es importante.
Lo editaré y elaboraré más tarde.

Answer 13

Se paciente.
Se necesita tiempo para entender realmente un tema.
El papel de la escuela secundaria es exponerlo a diferentes conceptos fundamentales. Comienzas por memorizar conceptos, pero cuanto más estudias un tema, más lo comprendes. En algún momento, recordará las fórmulas que usa con más frecuencia y, finalmente, olvidará las que no usa.
Resolver problemas y proyectos de tareas también ayuda a aumentar la comprensión de un tema.

La ley de Ohm es “relativamente fácil de entender”. Crees. Si aumento la resistencia (R), ¿habrá más flujo (I) o menos? La “lógica” dice Menos, por lo que la corriente (I) es inversamente proporcional a R.

Answer 14

Primero, debes comenzar a hacer la pregunta básica; por qué ? A medida que formula esta pregunta básica, también comienza a buscar respuestas que se encuentran debajo de las fórmulas. ¿Por qué te confundirá y también te llevará a los conceptos detrás de las fórmulas / ecuaciones?

Segundo, debes comenzar a buscar conexiones entre la ecuación y el mundo real / físico. Lee buenos libros de texto para eso. Opte por excelentes videos en you-tube y en otros lugares para obtener la idea.

En tercer lugar, intente ver una imagen más grande, donde las cosas que encaja en un todo. Al intentar esto, también puedes conocer mejor tu física.

Todo lo mejor en tu aprendizaje de la física !!

Answer 15

Leer las conferencias de Feynman sobre física. Es una obra maestra en literatura física.