¿Cuáles son algunas herramientas creativas y útiles para la resolución teórica de problemas de electromagnetismo a nivel de pregrado o olimpiada de física?

Nunca hice el IPhO yo mismo, pero conocía a algunas personas en Caltech que lo hicieron, y comenzaré esta discusión sugiriendo que una comprensión muy sólida de los argumentos de simetría será muy útil. (Por ejemplo: “¿A qué altura sobre su base se encuentra el centro de masa de un tetraedro regular, dada una altura total de h?”. Debería ser capaz de resolverlo en un par de segundos de pensamiento).

Desafortunadamente, no conozco buenas fuentes para practicar con varios tipos de problemas de simetría, excepto para tratar de resolver (o al menos simplificar) cada problema que encuentre con argumentos de simetría antes de sumergirse en las matemáticas.

Otra gran cosa para entender es el análisis dimensional. En pocas palabras, las unidades en ambos lados de cada ecuación * deben * coincidir, por lo que si conoce todas las cantidades relevantes en un problema dado, a menudo puede simplemente escribir la forma de la solución, corregirla dentro de un factor constante, casi inmediatamente . El libro de Sanjoy Mahajan Street FIghting Mathematics (http://www.amazon.com/Street-Fig…) es un excelente recurso para esto.

Muchos problemas en electromagnetismo se reducen a problemas más simples en mecánica. Intentaré enumerar algunos trucos generales que encontré muy útiles en la Olimpiada.
1) Geometría.
Muchos participantes de la olimpiada se sumergen directamente en el cálculo para analizar el problema. Además de consumir mucho tiempo, este enfoque no es muy elegante (Importante, si los marcadores prestan atención a qué tan hábilmente ha abordado el problema). La geometría se puede usar con bastante elegancia (por ejemplo: al analizar el campo EM de un objeto cargado deformado, el teorema del Centroide es invaluable).

2) Divide y vencerás.
Aunque este enfoque se usa principalmente en CS, también se puede usar de manera bastante fructífera en la olimpiada (por ejemplo: al tratar con un campo EM simétrico de partículas múltiples).

3) Campo vs partícula.
La mayoría de los problemas EM se pueden resolver fácilmente utilizando la analogía del campo en lugar de utilizar el análisis de partículas (al igual que el desplazamiento a menudo es más fácil de calcular a distancia).

¡Espero que esto ayude!

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