Come Ottenere Buoni Risultati in Fisica

Ad alcuni individui fortunati, essere bravi in fisica viene naturale. Per gli altri, invece, ottenere dei buoni voti i fisica richiede molto lavoro. Fortunatamente, acquisendo delle abilità fondamentali e con molta pratica, praticamente tutti possono avere successo. Ancor più che per ottenere dei buoni voti, capire la fisica può aprire la conoscenza delle forze misteriose che governano il funzionamento del mondo.

Parte 1

Parte 1 di 3:

Comprendere i Concetti di Base

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Memorizza le costanti fondamentali. Nel mondo della fisica, ad alcune forze, come all’accelerazione di gravità sulla terra, sono assegnate delle costanti matematiche. Questo è semplicemente un modo carino di dire che queste forze sono rappresentate dallo stesso numero a prescindere da come o dove vengono usate. È una buona idea memorizzare le costanti più comuni (e le loro unità) – spesso, non verranno fornite nelle verifiche. Sotto ci sono alcune delle costanti più usate in fisica:
- Gravità (sulla terra): 9,81 metri/secondo²
- Velocità della luce: 3 × 10⁸ metri/secondo
- Costante Molare dei Gas: 8,32 Joules/(mole × Kelvin)
- Numero di Avogadro: 6,02 × 10²³ per mole
- Costante di Planck: 6,63 × 10^-34 Joules × secondo
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Memorizza le equazioni di base. In fisica, le relazioni fra le molte forze differenti presenti nell’universo sono descritte tramite equazioni. Alcune di queste equazioni sono molto semplici, mentre altre sono decisamente complesse. Ricordare le equazioni più semplici e sapere come usarle è fondamentale sia nei problemi facili che in quelli difficili. Anche problemi difficili e ardui da comprendere sono spesso risolti usando molte equazioni semplici o modificando queste equazioni leggermente, in modo da adattarle alla situazione. Queste equazioni di base sono la parte più semplice della fisica da imparare e, se le conosci bene, sarai in grado di affrontare almeno una parte di ogni problema complesso che potrai incontrare. Alcune delle equazioni più importanti sono:^{[1]XFonte di ricerca}
- Velocità = intervallo di spazio / intervallo di tempo
- Accelerazione = Variazione di velocità / intervallo di tempo
- Velocità attuale = velocità iniziale + (accelerazione × tempo)
- Forza = massa × accelerazione
- Energia Cinetica= (1/2)massa × velocità²
- Lavoro = spostamento × forza
- Potenza = variazione di lavoro / variazione di tempo
- Momento = massa × velocità
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Studia da cosa derivano le equazioni di base. Tenere a mente le equazioni basilari è una cosa; capire il perché funzionano è tutt’altra. Se riesci, impiega del tempo per capire come sono state ricavate queste equazioni. Questo ti fornisce una comprensione migliore delle relazioni presenti in tali equazioni, e ti rende più autonomo nella risoluzione dei problemi. Dal momento in cui capisci il motivo per cui tali equazioni funzionano, sarai in grado di utilizzarle con più efficacia rispetto a una semplice regola, memorizzata stile pappagallo.
- Ad esempio, consideriamo una semplice equazione: accelerazione = variazione di velocità / intervallo di tempo, o a = delta(v)/delta(t). L’accelerazione è la forza che causa la variazione della velocità. Se un oggetto ha velocità iniziale v₀ al tempo t₀ e una velocità finale di v al tempo t, si può dire che l’oggetto accelera perché passa dalla velocità v₀ a v. L’accelerazione non può essere istantanea – non importa quanto veloce avviene, ci sarà una certa differenza di tempo fra il momento in cui l’oggetto viaggia alla velocità iniziale e quello in cui viaggia la velocità finale. Quindi, a = (v - v₀/t - t₀) = delta(v)/delta(t).
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Impara i requisiti matematici per effettuare i calcoli di fisica. La matematica viene spesso detta "il linguaggio della fisica". Diventare un esperto nei fondamenti della matematica è un buon modo per migliorare le proprie abilità nella risoluzione di problemi fisici. Alcune equazioni fisiche complesse richiedono delle conoscenze matematiche molto avanzate (come fare derivate e integrali) per essere risolte. Sotto sono elencati alcuni argomenti di matematica che possono aiutarti a risolvere problemi fisici, in ordine di complessità:
- Pre-algebra e algebra (per equazioni di base di calcolo dell’incognita)
- Trigonometria (per i diagrammi delle forze, problemi di rotazione, e sistemi angolari)
- Geometria (per problemi che hanno a che fare con l’area, il volume, ecc.)
- Analisi (per calcolare derivate e integrali delle equazioni fisiche – di solito per problemi avanzati).
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Parte 2

Parte 2 di 3:

Utilizzare delle Strategie per Migliorare I Risultati

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Concentrati sulle informazioni importanti di ogni problema. I problemi di fisica spesso contengono degli specchietti per le allodole, ovvero delle informazioni che non sono fondamentali per la risoluzione del problema. Quando leggi un problema di fisica, identifica le informazioni che ti vengono fornite, poi devi capire a quale risultato devi arrivare. Scrivi la o le equazioni che ti servono per risolvere il problema, poi assegna ogni informazione alla variabile appropriata. Ignora le informazioni che non sono essenziali, dato che questo può rallentare la risoluzione del problema.
- Ad esempio, supponiamo di voler calcolare l’accelerazione di un’auto la cui velocità varia in un intervallo di due secondi. Se l’auto pesa 1000 kg, inizia a muoversi a 9 m/s e termina a 22 m/s, possiamo dire che v₀ = 9 m/s, v = 22 m/s, m = 1000 t = 2 s. Come detto sopra, l’equazione standard dell’accelerazione è a = (v - v₀/t - t₀). Nota che non tiene conto della massa, quindi possiamo ignorare il peso di 1000 kg.
- Quindi, procederemo come segue: a = (v - v₀/t - t₀) = ((22 - 9)/(2 - 0)) = (13/2) = 7.5 m/s²
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Usa l’unità corretta per ogni problema. Dimenticarti di indicare l’unità di misura corretta può farti perdere dei punti facili da ottenere. Per assicurarti di prendere pieni voti dalla soluzione del problema, assicurati di specificare l’unità di misura corretta in base alle informazioni che devi esprimere. Alcune delle unità di misura più usate in fisica sono elencate sotto – nota che, come regola generale, i problemi di fisica usano sempre un sistema metrico/SI:
- Massa: grammi o cChilogrammi
- Forza: newton
- Velocità: metri/secondo (in alcuni casi chilometro/ora)
- Accelerazione: metri/secondo²
- Energia/Lavoro: loule o kilojoule
- Potenza: watt
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Non dimenticare piccoli dettagli (come la frizione, il trascinamento, ecc.). I problemi fisici sono di solito dei modelli di situazioni del mondo reale – semplificando il modo in cui le cose funzionano rendendo le situazioni più semplici da capire. In alcuni casi, questo significa che ci sono delle forze che possono modificare l’esito del problema (come, ad esempio, la frizione) che deliberatamente non vengono considerate all’interno del problema. Comunque, non è sempre così. Se questi piccoli dettagli non vengono esclusi esplicitamente e possiedi abbastanza informazioni per tenerne conto nel risultato, assicurati di tenerne conto per avere una maggiore precisione.
- Ad esempio, supponiamo che un problema ti chieda di calcolare l’accelerazione che un blocco di legno di 5 kg se viene spinto su un piano liscio con una forza di 50 newton. Dato che F = m × a, la risposta potrebbe sembrare semplice tanto quanto risolvere per a nell’equazione 50 = 5 × a. Però, nel mondo reale, la forza della frizione verrà esercitata in senso contrario al moto dell’oggetto, riducendo effettivamente la forza con cui viene spinto. Tralasciare questo particolare all’interno del problema farà sì che l’accelerazione del blocco sia leggermente superiore di quanto avviene nella realtà.
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Controlla le tue risposte. Un problema di fisica di media difficoltà può coinvolgere dozzine di calcoli matematici. Un qualsiasi errore in uno di questi può portarti a un risultato sbagliato e quindi a non ricevere del punteggio, quindi fai molta attenzione alla matematica mentre lavori e, se hai tempo, controlla nuovamente il tutto alla fine per verificare che i conti tornino.
- Invece di ripetere semplicemente i calcoli che avevi già fatto, potresti anche cercare di relazionarli a cosa accade nella vita reale per verificarne il senso. Ad esempio, se stai cercando il momento (massa × velocità) di un oggetto che si muove in avanti, non ti aspetterai un numero negativo, dato che la massa non può essere negativa e la velocità è negativa solo se si muove in direzione opposta (cioè, al contrario rispetto la direzione di avanzamento all’interno del tuo sistema di riferimento). Quindi, se ottieni un risultato negativo, hai probabilmente fatto qualche errore di calcolo.
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Parte 3

Parte 3 di 3:

Fare del Proprio Meglio a Lezione di Fisica

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Idealmente, non dovresti scoprire degli argomenti completamente nuovi in classe. Invece, cerca di leggere il giorno precedente gli argomenti che verranno trattati a lezione sul libro di testo. Non fissarti sulla parte matematica – in questo momento, concentrati nel cercare di comprendere i concetti generali. Questo ti fornirà una buona conoscenza di base sulla quale potrai applicare i concetti matematici che verranno spiegati a lezione.
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Fai attenzione durante le lezioni. Durante le lezioni, l’insegnante spiegherà i concetti che hai visto nelle tue letture precedenti alla lezione e chiarirà i punti che potrebbero esserti oscuri. Prendi nota e poni delle domande. Il tuo insegnante probabilmente analizzerà tutta la parte matematica interessata. Quando questo avviene cerca di avere un’idea generale di "cosa sta succedendo" anche se non ricordi le esatte derivazioni di ogni equazione.
- Se hai qualche domanda che ti tormenta dopo la lezione, parlane con l’insegnante. Cerca di porre dei quesiti specifici – questo fa capire all’insegnante che hai prestato attenzione. Se l’insegnante non è impegnato, sarà probabilmente disponibile a fissare un incontro in cui discuterne.
Per terminare il compito di studio e comprensione della fisica, trova del tempo per rivedere gli appunti una volta che sei tornato a casa. Facendo così, fisserai in mente ciò che hai imparato durante la lezione. Più aspetti fra il momento in cui hai preso gli appunti e quello in cui li rivedi, più è probabile che i concetti ti sembrino "estranei", quindi sii proattivo nel rivedere gli appunti.
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Risolvi dei problemi pratici. Proprio come in matematica, nella scrittura, o nella programmazione, risolvere dei problemi di fisica è un’abilità mentale. Più eserciti questa abilità, più troverai le cose semplici. Se hai difficoltà con la fisica, assicurati di fare molta pratica nella risoluzione dei problemi. Questo non ti preparerà solamente per gli esami, ma ti aiuterà anche a comprendere e interiorizzare meglio i concetti.
- Se non sei soddisfatto dei tuoi risultati in fisica, non accontentarti di svolgere i compiti assegnati. Fai uno sforzo per cercare di risolvere ulteriori problemi – possono essere problemi del tuo libro di testo, problemi che trovi online o anche problemi su libri di testo di fisica pratica.
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Usa le risorse disponibili. Non devi cercare di comprendere da solo concetti molto difficili; a seconda della tua situazione scolastica, potrebbero esserci diversi modi per ricevere dell’aiuto. Cerca e utilizza ogni strumento che ti possa aiutare nella comprensione. Anche se alcune risorse potrebbero essere a pagamento, la maggior parte degli studenti ha a disposizione alcuni strumenti gratuiti. Ecco alcune idee:
- Il tuo insegnante (tramite ricevimenti extrascolastici);
- I tuoi amici (tramite gruppi di studio);
- Tutor (o privati o contemplati dal progetto scolastico);
- Altri tipi di risorse (libri di problemi di fisica, siti educazionali, e così via).
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Consigli

Concentrati sui concetti. Serve sempre avere un’idea generale dei concetti.
Sviluppa le tue abilità matematiche. La fisica ad alti livelli è essenzialmente matematica applicata, specialmente analisi. Assicurati di conoscere gli integrali ed essere in grado di risolverli per sostituzione e per parti.
Quando risolvi dei problemi presta attenzione ai dettagli. Non dimenticarti di includere nei calcoli la frizione o l’inerzia.