¿Puedo resolver problemas de física sin usar cálculo?

El cálculo es el “estudio matemático del cambio”.

Sin cálculo, está limitado a estudiar sistemas que son estáticos (no cambian con el tiempo) o que varían de una manera increíblemente simple, de modo que puede ocultar el cálculo debajo del capó (movimiento con aceleración constante).

Tan pronto como las cosas comienzan a cambiar con el tiempo, a medida que las cosas comienzan a acelerarse e interactuar, en resumen, cuando las cosas no son trivialmente fáciles , entonces tienes que usar el cálculo.

Recuerde: cambiar los sistemas significa que necesita un lenguaje capaz de expresar el cambio.

¿Y ese idioma?

Como era de esperar, es cálculo .

¿Puedes hacer cosas fáciles sin cálculo? Si.

¿Puedes hacer algo que pueda llamarse “física real”? Oh diablos no!

Si no aprende cálculo, está limitando su estudio de física de una manera enorme, hasta el punto de que si quiere intentar hacer física “adecuada” sin cálculo, sería mejor que haga otra cosa.

Newton desarrolló (co) el cálculo precisamente para resolver problemas físicos, hace más de 200 años.

Desde entonces, el cálculo solo ha ganado en importancia para la física.

¿Quieres aprender física? Aprende cálculo primero.

Para responder a tu pregunta, sí puedes.
¿Cómo? Experimentos
¡Los experimentos son en realidad la única forma de resolver un problema de física!

Las matemáticas son para la predicción en física.
Para considerar resuelto un problema de física, se debe realizar un experimento.

La educación universitaria enseña a los estudiantes de pregrado cómo ser estudiantes de posgrado.

Les preocupa la predicción, la teoría.
Si eres ingeniero entonces, NO deberías concentrarte en las predicciones.
Haga cosas que funcionen, no cosas que se prevé que funcionen.
La única forma de SABER que algo funciona es PROBARLO .

La física es ciencia fundamental, no ciencia práctica.

La física da como resultado una medición numérica. Esa medición debe confirmarse sacando una regla o un temporizador u otro dispositivo de medición y midiendo lo que realmente sucede en el mundo real.
Hasta ese momento, nada está resuelto. Nada está verificado

Como ejemplo, puede modelar matemáticamente la atracción gravitacional. Pero, hasta que veas que sucede, ¡NO SABES NADA!

Puedes decir matemáticamente que los imanes se atraen de manera opuesta. No prueba nada hasta que haga un imán y lo pruebe y vea cómo se atraen los imanes con carga opuesta.

En la mayoría de los casos, el experimento viene antes de las matemáticas.
¿Por qué?
La física estudia los fenómenos naturales y trata de explicarlo.
Entonces, si nadie lo ha visto suceder, entonces probablemente no haya física para ello.

La basura tiende a existir antes de que se pueda aplicar la física.

Recuerda a Galileo. Experimentó sobre la gravedad.

Ahora, tenemos física sobre la gravedad.

¡Sí, los experimentos de gravedad de Galileo preceden a la física newtoniana por una razón!
SABÍAMOS / PROPORCIONAMOS / RESUELTOS que la gravedad existía antes de que se inventara la física o el cálculo.

Se necesita una buena comprensión conceptual de los temas de Física. Si uno tiene, entonces conocer bien las matemáticas definitivamente le da una ventaja. Debes recordar que la física más avanzada es pesada en matemáticas. Sin embargo, en niveles no tan avanzados, obtener una comprensión básica de las matemáticas, un cálculo integral y diferencial particular puede ser de gran ayuda.

Otros puntos que le gustaría contemplar para mejorar en la resolución de problemas de física son:

1. La física puede ser difícil si no se hace un esfuerzo por aprenderla. Deberá hacer un esfuerzo constante. Comience aprendiendo la teoría mucho antes de hacer numéricos
2. Visualice la física: hacer imágenes mentales de los conceptos a medida que los estudia e imaginar las posibilidades realmente puede acelerar su comprensión. Por ejemplo, si está leyendo fricción estática y dinámica, imagine lo que le sucede a un bloque colocado en un plano inclinado a medida que aumenta la inclinación.
3. Intenta absorber el contenido de un tutorial en pequeños trozos. Pausa y reflexiona sobre lo que lees. Visualizar y garabatear en un papel
4. Comprenda la derivación de ecuaciones importantes: a menudo, la derivación en sí misma proporciona una gran claridad sobre el tema y los problemas numéricos que intentará.
5. Aprende a deconstruir un problema numérico. Hacer diagramas limpios y poner toda la información disponible a su alrededor puede acelerarlo para escribir las ecuaciones correctas y, por lo tanto, las respuestas
6. Sea disciplinado acerca de no “apresurarse” al resolver un problema numérico. En otras palabras, no saltes pasos mientras haces un problema.
7. Vuelva al capítulo después de haber completado numérico. Encontrará que su comprensión del tema mejora varias muescas
8. Intenta intentar problemas numéricos nuevamente

¡Lo más importante, sea paciente, persista y practique!

Vea cómo The Science Cube resuelve problemas:

Las leyes del movimiento de Newton: problemas y soluciones – YouTube

El cálculo simplifica nuestros cálculos. Esencialmente, esta es una pregunta semiótica .

Debo decir que el cálculo es solo una de las formas. Una de las formas amigables .

¿Puedo resolver problemas de física sin matemática y lógica? ¡No! ¿Puedo resolver problemas de física sin cálculo? Tal vez. , como la primera ley de newton y la teoría de cuerdas, etc.)

¿Por qué nos gusta con el cálculo? Porque recetamos esos resultados y esos signos semióticos como “∫”, “d”, “’” “∮” “δ” “∇” son útiles. Eso es todo.

Por ejemplo, hay un problema pequeño y fácil sobre la relatividad especial.

La masa inicial del cohete espacial (incluido el combustible) es una constante “M_0”.

Ahora el cohete comienza a lanzarse, y

La velocidad del gas propulsor en relación con el cohete es una constante “u”.

En cualquier momento, la masa inmóvil del cohete es “m_0” cuando el

La velocidad (relativa a la tierra) del cohete es “v”.

Eso es todo, ignorando la gravedad, necesitamos la relación entre la relación “m_0 / M_0” y

la velocidad “v”.

Aquí comparto dos formas: cálculo y pequeñas cantidades

way1 (cálculo)

way2 (pequeñas cantidades)

La respuesta es la misma .

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Si, absolutamente. La clave es utilizar varios esquemas numéricos para aproximar las tasas de cambio, por ejemplo, la diferencia finita o los métodos Runge-Kutta, por lo que los problemas de cálculo se reducen a problemas de álgebra o incluso aritmética. Para muchos sistemas no lineales, esta es la única forma de proceder, ya que las ecuaciones no son integrables en primer lugar. Como estos son a menudo los más interesantes de todos modos, por ejemplo, las ecuaciones de Navier-Stokes, no está perdiendo mucho por su falta de conocimiento. Aquí hay un artículo completo que describe cómo reducir la siguiente ecuación diferencial parcial,

[matemáticas] \ frac {\ partial q} {\ partial t} = – \ vec v \ cdot \ nabla q [/ math]

a problemas en álgebra lineal que son mucho más fáciles de resolver:

[1506.06984] Análisis matricial del transporte de trazadores

Por supuesto. Hay una amplia gama de problemas en física que no requieren cálculo para resolver. Y hay muchos más problemas que serían más fáciles de resolver si usa el cálculo, pero que puede prescindir.

Hay una variedad de libros de texto de física que no usan cálculo, incluidos los libros de “Física conceptual” y “Física universitaria”.

Muchos problemas de física se pueden resolver solo con álgebra. Mientras la aceleración sea constante (cinemática), o el cambio en la masa sea cero (momento), debería funcionar bien con el álgebra.

El cálculo entra en juego cuando intentas demostrar algo. Por ejemplo, resolver el momento angular de una barra que gira sobre su borde requiere romper la barra en infinitas partes pequeñas, cada una de masa my distancia r del pivote, e integrarlas con respecto a x desde los límites 0 a L. Este tipo de problema no puede resolverse adecuadamente con álgebra sola.

Sí, pero a veces puede ser doloroso (como lo experimenté durante la escuela secundaria).

Además, no podrá comprender por qué hay una fórmula de 0.5 en energía cinética:

1/2 mv ^ 2

La física sin cálculo es esencialmente zoología.

¿Qué tipo de problemas estás tratando de resolver? Ejemplos de preguntas que las personas que no son matemáticas piensan que es física: ¿Es Plutón un planeta o no? ¿Cuál es el nombre de tal y tal efecto? ¿Quién descubrió la superconductividad? ¿Einstein era un idiota de las matemáticas? ¿Aparece [matemáticas] \ pi [/ matemáticas] en la teoría de la relatividad? Etc.

Si. Puede resolver problemas de física sin siquiera conocer las fórmulas de física. Se llama análisis dimensional. Walter Lewin analiza esto en su primer video de conferencia.

Piense en el cálculo como el estudio de la tasa de cambio. Necesitas saber cómo funciona y cómo resolver integrales y derivados para ‘hacer física’. Eso no significa que cada línea que escriba comenzará con una integral.

Primero necesitas descubrir lo que quieres. No necesita cálculo para descubrir una gran cantidad de problemas comunes. palancas, bolas de billar, etc., y en muchos casos, una vez que tiene los detalles que necesitan cálculo, la solución a un problema particular solo requiere álgebra simple. Pero lo más importante, su primer problema es descubrir cómo resolverlo. Ejemplo, la infame paradoja gemela. No se requiere cálculo para identificar lo que el estudiante está haciendo mal, y el problema se puede simplificar para que no se necesite cálculo. Pero si tiene problemas con el cálculo simple, ¿es probable que la física real sea bastante difícil para usted?

La física (OK, filosofía natural) ha existido un poco más que el cálculo, por lo que sí, pero luego 2 físicos sintieron la necesidad de inventarlo.

Creo que es un poco como decir si puedes construir una casa sin herramientas eléctricas. El cálculo no es tan difícil como crees. Lea algo de la web para comprender de qué se trata: cambiar.

El cálculo no solo se usa para resolver problemas de física. El álgebra es lo básico que se usa y, a veces, también se usan propiedades trigonométricas. Verifique dónde necesita usar el cálculo y dónde no para lo que necesita practicar muchas sumas.

En la mayoría de los sistemas educativos actuales en el mundo, el objetivo principal del plan de estudios de matemáticas es permitirle construir una pirámide que culmine con el cálculo. El objetivo principal de estudiar cálculo en la escuela secundaria es comprender la física.

¿Puedo resolver problemas de física sin usar cálculo?

Esto depende de la complejidad del problema. Si se trata de una tasa de cambio o de resumir áreas bajo curvas, entonces este tipo de problemas puede ser difícil, si no imposible, de resolver sin cálculo.

Conozco a muchos físicos que nunca usan el cálculo en su trabajo actual. Pero no podrían haber llegado a este trabajo sin él.

Hay una gran cantidad de profesiones en las que no es necesario saber leer (o de todos modos, no más allá de una comprensión básica de las señales de tráfico). Pero la persona que no sabe leer está severamente limitada si quiere avanzar en ese campo, o entender cómo funciona.

Si. Pero es principalmente la física de Plug and Chug la que implica el uso de manipulaciones algebraicas para resolver problemas de palabras. Un problema de ejemplo sin cálculo sería:

Una caja de 16 kg tiene una aceleración de 9 m / s ^ 2 en un ángulo de 46,2 grados en una rampa. Dibuje un diagrama de cuerpo libre y calcule la fricción entre la rampa y la caja.

Puede resolver la mayoría de los problemas físicos, salvo la “física moderna” (por ejemplo, mecánica cuántica, radiación del cuerpo negro, etc.) sin cálculo. Ahora, deduciendo las ecuaciones que utilizará … mejor aprenda cálculo.