Fizikalne težave so enostavne!
Splošna pravila za oblikovanje nalog v fiziki
(velja za vse starosti študentov »od mladih do starih«, pa tudi za prosilce, pri reševanju kakršnih koli problemov!)
Če želite pravilno rešiti katero koli težavo, ne pozabite na obvezna pravila za oblikovanje rešitve teh težav.
Več kot enkrat vam je učitelj znižal oceno za nalogo samo zato, ker ste napačno zapisali rešitev.
Dobro naučena pravila vam bodo pomagala, da se ne boste zmedli v najosnovnejših stvareh, poleg tega pa bo v očeh inšpektorja imela spodoben videz!
1. Torej, pozorno preberite pogoje naloge in ugotovite, o kateri temi je ta naloga, tj. o kakšnih količinah govorimo, kateri fizikalni procesi so obravnavani v tem problemu.
Včasih, ne da bi bili pozorni na eno besedo v pogojih, ne boste mogli nadalje rešiti težave!
2. Zapišemo kratke pogoje v levem stolpcu pod besedo »Dano« najprej črkovno oznako fizikalne količine, nato njeno številčno vrednost.
Opomba, včasih so nekateri podatki v pogoju zapisani ne s številkami, ampak z besedami. Na primer: voda pri vrenju ... Zapomnite si vrelišče vode pri normalnih pogojih in ga zapišite kot +100 stopinj Celzija.
V tem stolpcu vedno pustite prazen prostor, saj boste med postopkom reševanja morda potrebovali dodatne informacije o ozadju, ki jih na začetku niste niti slutili.
Zapišite številske podatke z merskimi enotami. To je obvezna zahteva pri reševanju fizikalnih nalog!
Če je merska enota ulomek, ga zapišite samo z vodoravno ulomkovo črto. Kolikokrat je tako pravilen vnos pomagal preprečiti napake!
Odločite se, kaj je treba najti v problemu, in pod besedo "Najdi" zapišite črkovno oznako te fizikalne količine. Inšpektor vam ne bo naredil usluge, če boste izračunali drugačno vrednost! V tem primeru se naloga ne bo štela!
"Kakšne nepotrebne prefinjenosti!" si zdaj mislite. A prišel bo čas testa oziroma izpita, pa vam bodo dobro služili!
3. Običajno se problem reši "v sistemu SI".
Ne pozabite označiti stolpca ob kratkih izrazih za pretvorbo enot v sistem SI (čeprav to v tem problemu ni potrebno).
Težji prevodi so lahko vedno v pisni obliki v odločbi.
No, ste pripravljeni rešiti problem?
4. Obstajajo težave, katerih rešitev nepredstavljivo brez risbe!
Na primer problemi gibanja: koordinatna os, vektorji hitrosti, pospešek, premik, delujoče sile ... Pogosto je risba tista, ki vam omogoča razumevanje takšnega problema.
In tudi če naloga ne govori o gibanju, vam bo v pomoč risba k nalogi.
5. Zdaj pa direktno zapiši rešitev!
V fiziki je treba pred vsakim izračunom napisati formulo, vse količine v rešitvi pa morajo biti zapisane z merskimi enotami.
Težavo lahko rešite na dva načina:
A) odločati z dejanji;
b) reši v splošni obliki, torej nariši končno formulo in nato en končni izračun. Takšna odločitev je "akrobatika" za učence 7.-9. razreda, za srednješolce pa preprosto obvezna!
Če pa se problema ni dalo rešiti na splošno, pa vsaj akcijsko... Še se bo rešilo!
Včasih vam je rešitev težave očitna, včasih pa ne veste, »s katerega konca« bi se je lotili. V drugem primeru pomaga odvijanje raztopine s konca. Pomislite, kaj morate vedeti za izračun zahtevane vrednosti? In rešite problem kot v nasprotni smeri. Zagotovo se bo izšlo!
OK, zdaj je vsega konec?
Ne!
6. Obvezno preveri odgovor!
Najprej "za norca"!
Kaj pa, če vaša muha v težavi leti s hitrostjo rakete?
Kaj pa, če vaša podmornica tehta le nekaj gramov?
Na koncu zapišite besedo "Odgovor" in zraven izračunano vrednost, pri čemer ne pozabite navesti merske enote.
V redu, zdaj je vsega konec!
Ampak nič novega!
Ni tako težko za tiste, ki se želijo naučiti reševati probleme brez napak!
Najprej zberite pogum, ne pozabite, da boste potrebovali nekaj časa, da se naučite enostavno reševati probleme na vaši trenutni ravni znanja in inteligence. Glavna stvar pri reševanju fizikalnih problemov je pravilnost. Delati jih morate vsak dan.
2. korak
Zdaj pa k bistvu: zdaj bom napisal nekoliko čuden in očiten stavek, ne mislite, da sem idiot. Za enostavno reševanje problemov določene stopnje kompleksnosti se morate naučiti reševati še bolj kompleksne probleme. Naj vam dam primer: obstajajo šolske težave, težave z olimpijado, naloge iz Enotnega državnega izpita v delu C in končno najtežje - naloge iz Irodove naloge, ki je trenutno najtežji učbenik.
Kupite ali prenesite učbenike za 10. in 11. razred založbe založba Savelyev, njegov prvi zvezek "Kurs fizike".
3. korak
Preberite 10. in 11. razred v celoti.
Kupite ali prenesite knjige s težavami Chertova, Irodova in težave z enotnega državnega izpita.
4. korak
No, začnite reševati Chertovove probleme - knjiga problemov je precej preprosta, samo poznate formule in jih nadomestite. Ne bi smelo biti težav, rešite probleme iz kinematike, poskusite rešiti več, če nenadoma ne morete rešiti problema, poiščite rešitev na internetu, natančno preberite, pomembno je razumeti načelo reševanja problema. Nato ponovno rešite isti problem, ki ga niste mogli rešiti; če res razumete, kako se ga rešuje, ga boste rešili brez težav.
5. korak
Povsem enako je s težavami iz Enotnega državnega izpita. Zdaj je najtežji del Herodov. Preden odprete njegovo knjigo problemov, ne pozabite prebrati Savelyeva, nato priročnik samega Herodova. Nato odprite Irodovo knjigo problemov in nadaljujte, poskusite rešiti probleme z uporabo iste kinematike, začnite od prvega. Prvi je precej preprost (je na fotografiji). Svoje odgovore na prvo nalogo zapišite v komentarje, če je nihče ne bo pravilno rešil, bom jaz napisal pravilen odgovor, če vas zelo zanima, kako je rešena, pišite v zasebna sporočila in vam razložim.
6. korak
Zagotavljam vam, da takoj, ko se naučite reševati večino problemov iz Herodov, se vam bo vsaka druga knjiga zdela zelo preprosta!!!
Kot primer sem uporabil kinematiko; to velja za vse druge odseke v enaki meri.
To majhno navodilo velja za probleme v katerem koli delu fizike: dinamiki, kinematiki, elektrodinamiki in vseh drugih. Poleg tega se morate za pravilno rešitev težave spomniti pravil za oblikovanje rešitve. Lahko se zgodi, da učitelj preprosto ne razume vaše odločitve. Spodnja pravila vam bodo pomagala, da se pri reševanju problemov v fiziki ne boste zmedli v preprostih stvareh.
1. Pozorno preberite pogoje svojega fizikalnega problema. Ugotovite, o kateri temi je problem, za kaj na splošno gre - o dinamiki temperaturnih sprememb ali sili trenja - na splošno, kateri fizikalni pojavi in procesi so obravnavani v različici, ki vam je predlagana. Ne pozabite, da ima vsaka beseda v pogoju pomembno vlogo!
2. Zapiši kratke pogoje, to bo znano vsem iz šole “Dano”. Napisano mora biti kratko: črka oznake količine in njena vrednost iz pogoja. Ne pozabite na merske enote! Zapomniti si morate tudi, da lahko pogoj fizikalnega problema vsebuje "skrite" podatke. Na primer, izraz "voda vre v kotlu" pomeni, da morate kot začetni podatek zabeležiti vrelišče vode. To pomeni, da v rubriki "Given" napišite tk = 100o C. Ne pozabite, kaj morate najti. Ta neznana količina je zapisana v razdelku »Najdi«.
3. Zapomni si sistem SI! Pogosto se zgodi, da so pogoji problema navedeni v merskih enotah, ki niso SI. To največkrat privede do nesmislov v odgovoru in mnenja, da je odločitev napačna – čeprav se le izkaže za pravilno!
4. Risanje. Številnih problemov ni mogoče rešiti brez shematske risbe. Sem sodijo gibalne naloge - različna gibanja togih teles, pospeški in nagnjene ravnine z bloki in nitmi. Na splošno risba pomaga bolje razumeti bistvo problema, fizičnega procesa ali pojava. Pogosto pripeljejo do prave odločitve!
Tako je pomembna faza priprave na odločitev zaključena.
5. Čas je za odločitev! Tukaj je tudi več pomembnih pravil. Prva od njih je, da je treba pred kakršnimi koli numeričnimi izračuni napisati formulo. Prav tako ne pozabite napisati vseh merskih enot, da ne boste ničesar »izgubili« pri končnem odgovoru.
6. Zavedati se morate pristopov k rešitvi. Prva možnost je reševanje problema korak za korakom - izračun digitalnega odgovora za vsako formulo. Ta možnost ni zaželena in se uporablja zelo redko. Druga možnost je rešitev v splošni obliki - izpeljava končne formule in šele nato numerični izračun.
7. Če nimate popolnoma nobenih idej, kako pristopiti k rešitvi, poskusite začeti od konca. Pomislite, kako izračunati količino, ki jo želite najti, in nato poglejte, kaj manjka, da bi jo izračunali. Pogosto ta pristop pomaga.
8. Ne pozabite preveriti odgovora! Prvič, na podlagi preproste logike - na primer, avto ne more potovati s hitrostjo pobega, letalo pa ne more tehtati nekaj gramov. Ne pozabite vključiti tudi merskih enot za svoj odgovor.
To je vse, majhna navodila za reševanje fizikalnih problemov so končana.
Seveda se vam bo zdelo, da to nikakor ne bo pomagalo pri reševanju - vendar vam hitimo zagotoviti, da je to edini način, da se naučite reševati probleme v fiziki! Na žalost ne obstaja čarobno navodilo, s katerim bi lahko katero koli težavo rešili takoj in v 5 sekundah.
(V tem razdelku nameravamo objaviti nasvete in priporočila za šolarje, ki se želijo naučiti reševati fizikalne probleme. Zato, če imate vprašanja splošne teoretične narave, če bi radi kaj pojasnili, vprašajte v komentarji. Če bo potrebno, bomo napisali še en članek in ne le enega.)
Ne smemo pozabiti, da so fizikalni problemi v modelih odraža fizično realnost okoliški svet. Ko začnete reševati naslednji problem, tudi najpreprostejši, poskusite prepoznati pojav zamislite si to v svojih mislih, se pogovorite o njegovem poteku (če imate koga) in šele nato začnite iskati odgovor na vprašanje, zastavljeno v nalogi.
Če si težko predstavljate, kako nastane fizikalni pojav, si poskusite ogledati interaktivne modele v fiziki. To je flash animacija, ki pomaga bolje razumeti bistvo pojava in ga simulirati v različnih pogojih.
- Nalogo lahko formalizirate tradicionalno:
- kratek opis stanja, kjer je treba odražati ne le te številčne vrednosti, ampak tudi vse dodatne pogoje, ki izhajajo iz besedila problema (čeprav to ni vedno očitno, ampak se pojavi med rešitvijo). Konstantnost ali večkratnost katerega koli parametra, njihove mejne vrednosti, pogoji, ki jih določa fizična vsebina problema (na primer odsotnost trenja, konstantnost pospeška itd.).
- sestavljanje naloge: k nalogi izdelati risbo, ki prikazuje situacijo, opisano v nalogi, izrisati vse dane pogoje naloge in oblikovati vprašanje naloge.
Risba je še posebej potrebna, če so podane uporabljene enačbe v vektorski obliki. V tem primeru je treba narisati koordinatni sistem, glede na katerega je treba vektorsko enačbo zapisati v projekcijah. Risanje v večini primerov zelo poenostavi postopek odločanja kateri koli problem, ne samo v fiziki.
Risba je potrebna tudi, če se telo premika ali nahaja pod kotom.
- Zelo pomembno pravilno zastavite vprašanje problemu. Možne so naslednje možnosti:
- vprašanje naloge je oblikovano jasno in razumljivo, npr. poiščite vrednost parametra(pri postavljanju takega vprašanja ni težav);
- koliko ali koliko se ena količina razlikuje od druge. Tukaj morate najti razliko med dvema vrednostma enega parametra (hitrost, sila itd.) Ali najti razmerje med fizičnimi količinami.
Primer: ZA KOLIKO se je povečala hitrost? spremeniti hitrost = dokončno hitrost minus začetnica:
Bodi previden!Drug primer: KOLIKOkrat se je vaša telesna teža zmanjšala? Ugotoviti je treba:
- če je vprašanje: " Kako se je kateri parameter spremenil?«, potem morate izbrati ZA KOLIKO ali KOLIKO (kolikokrat..?) glede na podatke naloge. Če je sprememba relativno majhna, izberite kako dolgo. Če se lahko parameter večkrat razlikuje, je bolje izbrati kolikokrat.
V odgovor na vprašanje " Kako se je spremenilo? hitrost..?" vedno odštejte začetno vrednost od končne vrednosti:
Poleg tega, če se je hitrost povečala, potem:Praktični zaključek: če se je hitrost povečala in ste dobili ΔV< 0, хорошенько задумайтесь. И наоборот.
- Preveriti je treba, ali so vse podane količine v nalogi v istem sistemu enot (SI, CGS in drugih). Če so količine podane v različnih sistemih, bi morale biti izrazite v enotah sistema, ki ste ga sprejeli za rešitev. Prednost ima sistem SI, vendar ne vedno.
Torej, pogoj problema je formaliziran, zdaj lahko začnete reševati problem.
- Razmišljamo o tem fizično vsebino problema, ugotovimo, v kateri del spada in katere zakone je treba v njem uporabljati. Težave se lahko kombinirajo, njihova rešitev pa zahteva uporabo zakonov več vej fizike. Pri problemih mehanike je običajno prvo vprašanje, ki si ga moramo zastaviti: kakšna je narava gibanja?
- Sledi zapišite formule, ki ustrezajo zakonom, uporabljenim v nalogi, ne smete takoj iskati neznane količine; preveriti morate, ali so znani vsi parametri v formuli. Če je število neznank večje od števila enačb, je potrebno dodati enačbe, ki izhajajo iz pogoja in slike. Splošno načelo: toliko neznank, toliko formul mora biti. Potem ostane le še odločitev sistem enačb, torej zmanjšati problem s fizikalnega na matematični.
Primer takšne naloge:
Opazovalec, ki je stal na peronu, je ugotovil, da je prvi vagon električnega vlaka mimo njega 4 s, in drugi - med 5 s. Po tem se je prednji rob vlaka v daljavi ustavil 75 m od opazovalca. Ob predpostavki, da je vlak enakomerno počasen, določite njegov pospešek.
Ta naloga (v nekoliko drugačni obliki) je bila objavljena v razdelku Odločimo se skupaj. Rešimo jo tako, da sestavimo sistem 3 enačb. Poskusite rešiti sami, če vam ne uspe, poiščite rešitev na našem portalu.
- Pogosta napaka: nepopolno razumevanje pomena parametrov v formuli. Šolarji so povsem sposobni rešiti fizikalni problem, vendar se pogosto zmedejo pri zapisu.
Primer resnične težave, ki se je izkazala za težavno za učenca 10. razreda:
Športnik je tekel 100 metrov zadaj 10 sekund, od katerega 2 sekundi je porabil za pospeševanje. Preostali čas se je gibal enakomerno. Kolikšna je njegova hitrost enakomernega gibanja?
Težava pri rešitvi je tukaj nastala, ker se je učenka zamotila v zapisu: 10 s, 2 s, 8 s. Če ne razmišljate o zapisu, lahko porabite ure za to preprosto nalogo. Mimogrede, problem je mogoče rešiti na dva načina: analitično (formula) in grafično.
- Najpogosteje je treba izvesti rešitev problema na splošno, torej v črkovnih oznakah.
- Rešitev "z dejanjem" morda ne bo delovala, saj lahko nekateri neznani stranski parametri se lahko zmanjša le, ko se reši do konca v splošni obliki.
- Drugi razlog za splošno (dobesedno odločitev) je ta, da pri odločanju o dejanjih oz. napaka končnega rezultata to, še posebej v testih, lahko naredi slabo delo. In je rešil nalogo, vendar je izbral napačen odgovor. Zato se ne smete bati vnesti parametrov, ki niso vključeni v opis problema. Če so transformacije zelo okorne, potem lahko naredite vmesne numerične izračune, pri tem pa se poskušajte izogniti zaokroževanju in pustite v delih Tako se bodo izognili napakam.
- Ko prejmete rešitev v splošni obliki, morate preveriti dimenzija dobljene vrednosti. Če želite to narediti, v formulo ne nadomestite številk, temveč dimenzije količin, ki so v njej vključene. Odgovor mora ustrezati dimenziji želene količine, to je zagotovilo za pravilno rešitev problema. Ko preverite formulo za dimenzionalnost, morate nadomestiti numerične vrednosti količin, ki so v njej vključene, in naredi izračun.
Primer preverjanja dimenzij. Reševanje problema, ki je spraševal o nateznih silah niti (merjeno v n), smo prejeli naslednji odgovor:
Dejansko smo dobili razsežnost sile. Lahko se pojavi vprašanje: kaj če se ne spomnim dimenzij? w in F? Obstaja izhod, vendar je preverjanje nekoliko bolj zapleteno. Zapomnite si osnovne formule: w = 2πν, Kje ν je število polnih vrtljajev na sekundo, torej dimenzije w in ν ujemati se. Druga formula: F = ma, ko ste vanjo zapisali vključene dimenzije, boste videli, da 1 N = 1 kg.m/s 2. Q.E.D.
Preverite velikost po dolgih kompleksnih preobrazbah kjer je enostavno narediti napako. Na podlagi različnih dimenzij boste hitro videli napačen odgovor, vendar (pozor!) dimenzije sovpadajo ne zagotavlja, da je naloga pravilno rešena.
- Nato morate analizirati in oblikovati odgovor. Če je bilo vprašanje "kako se je spremenilo ...", potem morate navesti smer sprememb(povečana, zmanjšana, upočasnjena itd.)
To je vse, problem je rešen. Vso srečo!
P.S. Svetujemo vam redno reševanje nalog iz fizike. Športniki, ki se pripravljajo na tekmovanja, trenirajo večkrat na dan. Začeti vsakodnevno reševanje težav in čez nekaj časa boste začutili, da lahko vsako naslednjo nalogo rešite hitreje in z manj truda. Naučili se jih boste »videti« od znotraj tudi brez risbe. Toda ta veščina se razvija le redna vadba. Sposobnost hitrega reševanja težav je koristna ne le, kadar opravljanje izpitnih testov, ampak tudi med študijem na univerzi. Preverjeno. Zato: Ni dneva brez rešenega problema!
Vsi se kdaj srečamo z reševanjem problemov v fiziki. In moram priznati, da za večino od nas to ni najbolj dolgo pričakovano srečanje. Vemo pa, da vam bo le nekaj preprostih korakov in preprostih dejanj omogočilo, da boste na isti strani v svojem odnosu s fiziko. Reševanje problemov je pomemben del učnega procesa, ki ga ne smemo podcenjevati. Navsezadnje reševanje fizikalnih problemov na različne teme postavlja razumevanje fizikalnih procesov na kakovostno novo raven.
Če se še nikoli niste srečali z reševanjem problemov, se postavlja razumno vprašanje: kje začeti?
Kako rešiti fizikalne probleme
Da reševanje problemov v fiziki ne povzroča težav, predlagamo, da pri reševanju sledite kaj naloge naslednjega univerzalnega navodila. Sploh ni pomembno, ali morate rešiti problem gibanja ali ugotoviti, koliko toplote Q se bo sprostilo med izobaričnim procesom. To navodilo ne bo dalo odgovora na določen problem, lahko pa olajša in pospeši njegovo rešitev.
- Ne hitite in brez panike! Zapomnite si prvo pravilo Galaxy Guide: "Brez panike." Standardne naloge večine predmetov se praviloma rešujejo v enem ali dveh (v redu, treh) korakih in v njih ni nič pretirano zapletenega. Najprej natančno preberite izjavo o problemu in razumejte, kaj morate najti v njej. Oglejte si podobne primere reševanja nalog iz fizike.
- Sedaj lahko registrirate “DANO” . Previdno si zapišite vse dane vrednosti in ne pozabite na dimenzije. Priporočljivo je, da dimenzije količin takoj pretvorite v sistem SI, da se kasneje ne boste zmedli pri izračunih.
- Zelo pomembna točka: SLIKA . Da, nismo Picasso ali Dali, a naše umetniške sposobnosti bodo povsem dovolj. Pravilna pojasnjevalna risba problema je ključ do uspeha in prave rešitve. Vizualizacija podatkov zelo pomaga in je ne smemo podcenjevati. Ne pozabite, da se pri problemih fizike vedno nekaj dogaja - plošček leti pod kotom proti obzorju, elektron bombardira ploščo, idealni plin deluje, oče in sin zamenjata mesta v čolnu itd. Torej, ne bodite leni in ga narišite! In ne kar tako, ampak z navedbo delujočih sil, vektorjev hitrosti in drugih podatkov v problemu količin.
- Zdaj, ko je celotna slika pred našimi očmi, Morali bi razumeti, na katerem fizičnem zakonu temelji rešitev vašega problema. Pogosto je to mogoče ugotoviti čisto intuitivno. Če se problem nanaša na telo, ki se giblje v krogu, in morate najti vztrajnostni moment, je to očitno problem z uporabo zakonov dinamike rotacijskega gibanja. Ali če sta podana pot in čas, vendar morate najti povprečno hitrost - to je seveda kinematika. Morda bi bilo koristno, če bi tik pred reševanjem problema ponovno preučili ustrezen del fizike.
- Prišel je čas za razmislek o tem, kako natančno najti želeno vrednost, vedeti, kaj pravzaprav vemo. Za udobje lahko fizične formule postavite pred oči. To vam bo pomagalo hitro ugotoviti, kaj prihaja od koder in kje se nahaja. Malo možganov in bingo! Že veste, kaj storiti naprej.
- Priporočljivo je, da rešitev najprej napišete v splošni, dobesedni obliki. Formulo s črkami je treba spraviti v najpreprostejšo možno obliko in jo poenostaviti, če je mogoče. Po tem lahko nadomestite številske vrednosti in nadaljujete neposredno z izračuni. Na koncu ne pozabite preveriti dimenzije nastale fizikalne količine. Če bi morali najti hitrost, pa ste dobili kilograme, pomeni, da se je nekje v rešitvi skrila napaka. Bodite previdni in vse se bo izšlo!
Seveda se zgodi tudi, da se je treba pri kakšni nalogi prepotiti. Obstaja nekaj orehov, ki jih ni mogoče streti prvič, še posebej brez ustreznih izkušenj. Se trudite po svojih najboljših močeh, pa rešitve še vedno ni? Glavna stvar je, da nikoli ne obupate! Samo poglejte Nikolo Teslo in dalo vam bo moč, da poskusite znova in znova!
Mimogrede! Zdaj je popust za vse naše bralce 10% na .
Vztrajnik je naredil 8 vrtljajev na sekundo Pod vplivom stalnega zavornega momenta 10 N*m se je ustavil po 50 sekundah. Določite vztrajnostni moment vztrajnika.
Začnimo z rešitvijo. Najti morate vztrajnostni moment - skalarno fizikalno količino, ki je merilo za vztrajnost telesa pri rotacijskem gibanju okoli osi. Zapišimo dane podatke, narišimo vztrajnik in razumemo, da je treba nalogo rešiti z osnovno enačbo dinamike rotacijskega gibanja, po kateri je rezultantni moment zunanje sile, ki deluje na telo, enak zmnožku vztrajnostni moment telesa in njegov kotni pospešek. Rešitev problema dobimo v naslednji obliki:
Upamo, da bo naš univerzalni in časovno preizkušen vodnik za reševanje fizikalnih problemov koristen. Navsezadnje ga najboljši avtorji v fiziki uporabljajo za reševanje problemov katere koli kompleksnosti. Seveda ima lahko vsaka naloga svojo noto in ne smemo pozabiti, da je individualni pristop k nalogi pomembna sestavina uspeha in razumevanja predmeta. Vendar pa so vsi elementi, ki smo jih dali na seznamu, resnično primerni za rešitev kakršne koli težave. No, če imate kakršna koli vprašanja, jih kar zastavite strokovnjakom študentskega servisa, z veseljem vam bodo posredovali svoje znanje!
