Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
VIII
FIZYKAWOKÓŁNASZbiórzadań
Dowykładowcy,nauczyciela
PodręcznikFizykawokółnasjestprzeznaczonydlastudentów,którzyniestudiująkierunkówścisłych.
Jegocelemjestzapewnieniesolidnegokursufizykidlaprzyszłychksięgowych,prawników,techników
medycznych,biznesmenów,dziennikarzyinauczycieli,wielebowiemmożnazrozumiećzeświata
fizykibezzagłębianiasięwrachunkiirozwiązywaniezadań.Chociażzestawyzadańwpodręczniku
niesąliczne,matematycznastrukturafizykijestintegralnączęściąFizykiwokółnaszjejwielomarów-
naniamipostrzeganymijako„przewodnikimyślenia”.Równaniajednoznacznieukazująpowiązania
międzypojęciami.Rozwiązywanieproblemówalgebraicznychjestsprawądrugorzędną.Zuwaginato,
żepodręcznikFizykawokółnasakcentujepojęcia,tojestpowszechniestosowanyprzedewszystkim
nakierunkachczywklasachniezwiązanychznaukamiścisłymi.
Wieluwykładowcówinauczycieliwyraziłozainteresowanieuzupełnieniempodręcznikaozadania
iproblemy,takabymógłonbyćwykorzystywanyjakotekstnazajęciachalgebryitrygonometrii-
stądniniejszaczęśćzzadaniami.Zebranetuzadaniakładąnacisknafizykę,anienaalgebręitrygono-
metrię.PhilWolfijaunikaliśmyłamigłówek,wktórychnajważniejszebyłybydziałaniamatematyczne,
gdyżwrezultaciebyłybytozadaniabardziejmatematyczneniżfizyczne.Zadaniatuzawartemają
nacelunauczenieprzeciętnychuczniówczystudentów,anietylkorzuceniewyzwanianajlepszym
inajzdolniejszym.Niektóreznichstanowiąwyzwanieisąoznaczonegwiazdką(*).Głównymtematem
tejksiążkijestjednakfizyka,aniematematyka.
Częstomówisię,żeliczbastrategiirozwiązywaniazadańjestmniejwięcejrównaliczbieosób,
któretegouczą.Namoichkursachalgebryirachunkuróżniczkowegoprzezlatawypróbowałem
kilkastrategiiizredukowałemjedoprostejmetodyzilustrowanejwponiższychprzykładowychroz-
wiązaniach.Podstawowątrudnościądlastudentówjestto,jakzacząć,zczymmożnasobieporadzić,
skupiającsięnatym,czegoszukamy.Naprzykład,jeślizadaniewymagapodaniaprędkości,pierw-
szymkrokiemjestnapisanieD±?.Dajęmoimuczniom40%punktów,jeślirozpocznąrozwiązanie
wtensposób.Następnienależyzidentyfikowaćpojęciefizyczne,któreleżyupodstawproblemu.Jeśli
problemdotyczyzderzeń,trzebarozważyćzachowaniepędu.Jeśliproblemdotyczysiłiruchu,należy
wziąćpoduwagętwierdzenieopracyienergiiitd.(Wtensposóbodzwyczajamuczniówodkatego-
ryzowaniaproblemówjakoproblemyzbloczkami,problemyzrówniąpochyłąitd.).Następniena-
leżyzapisaćtęzależnośćwpostacirównania.Oilerównanieniewskazujeinaczej,trzebaunikać
szukaniabrakującejmasy,przyspieszenialubczegokolwiekinnego,jeśliniejesttoniezbędne.Gdy
równaniemawięcejniżjedenczłonreprezentującynieznanewielkości,proceduręnależypowtórzyć.
Każdykrokwyprowadzeniapowinienwynikaćzkrokugopoprzedzającego.
Niektórzywykładowcyfizykikonceptualnejbagatelizująrównaniaizniechęcajądosięganiapo
równaniawobliczuproblemu.Jajestemprzeciwnegozdania.Uważam,żenależyzachęcaćdosięga-
niaporównania,zwłaszczagdysąonepostrzeganejakoskróconestwierdzeniadotyczącesposobu,
wjakizmiennełącząsięiodnosządosiebienawzajem.Wyrażeniawrównaniuprzypominająnuty
wskalimuzycznej.Takjaknutykierująpalcaminaklawiaturze,takrównaniamogąkierowaćmyśle-
niem.Moichstudentówuczępostrzeganiagłównychzależnościfizycznychwformierównań,prefe-
rującte,któreokreślajągłównezasady:drugieprawodynamikiNewtona,zasadazachowaniapędu,
zasadazachowaniaenergii,twierdzenieopracyienergii,prawograwitacjiNewtona,prawoBoyle’a,
prawoOhma,prawoFaradayaitd.Równaniamogąukierunkowaćmyśleniestudenta.
Zauważ,żeprzykładowerozwiązaniawtejksiążcesązgodneztąprocedurą,koncentrującsię
najpierwnaD±?,t±?,F±?,itakdalej.Następniegłównezasadysąprzedstawianewpostacirów-
nań.Następniewyprowadzamyuogólnionerozwiązanie,wyrażonezapomocąsymboli.Kolejnykrok
wymagarozwiązanialiczbowegozodpowiednimijednostkamimiar.Takwięcprocedurapolegana
WYPROWADZENIUiROZWIĄZANIU,zmniejszymnaciskiemnadalszeobliczenia.
Rozdziały1.i2.niezawierająproblemów,więczaczynamyodrozdziału3.:ruchprostoliniowy.
Jesttojedynyrozdział,wktórymnieopisujemyżadnychprawfizycznych.Zawieraonjednakdefinicje,
którestanowiąpodstawęprawpodanychwkolejnychrozdziałach.Kolejnyrozdział,któryzatytułowaliś-
my4/5,ponieważodnosisiędorozdziałów4.i5.wdwunastymwydaniuFizykiwokółnas,jestpo-
święconyelementarnejtrygonometrii.Numeryrozdziałówwtejksiążceodpowiadająnumeromroz-
działówwpodręczniku.
Zaczynajmy!
