¿Cómo estudiar física de manera efectiva? ¿Cómo puedo relacionarlo con la vida cotidiana?

En términos de relacionar la física con la vida cotidiana, para empezar, es posible que desee comprender por qué el televisor funciona cuando conecta el cable a la toma de corriente. Puede preguntarse de dónde proviene la electricidad, cómo llegó a su casa, cuál es la diferencia entre corriente alterna y corriente directa, por qué 240 voltios de CA vibran a 60 ciclos por segundo. ¿Cómo convierten los transformadores CA a CC?

¿Cómo es que puede enchufar el cargador a la red eléctrica cuando el teléfono usa corriente continua? ¿Cómo es que puedes hablar con alguien del otro lado del planeta?

¿Cómo vuelan estas monstruosidades de los aviones Boeing?

Para estudiar física de manera efectiva, debes ser matemático. Si realmente desea convertirse en físico, ya que es la disciplina científica más asombrosa, eche un vistazo a https://home.cern/ y, en particular, al tipo de investigaciones en las que están trabajando, por ejemplo,

http://cds.cern.ch/record/2291344

que nos dice que:

Y eso es solo el Resumen.

Más a lo largo,

http://cms-results.web.cern.ch/c…

puntos a:

https://arxiv.org/abs/1704.07323

lo que nos dice que ‘la búsqueda de física más allá del modelo estándar en eventos con dos leptones del mismo signo, falta de momento transversal y chorros en colisiones protón-protón en sqrt (s) = 13 TeV.

Wow, entonces la física ahora está buscando más allá del modelo estándar , ¿no te encantaría ser el tipo que descifra el gran modelo unificado, elimina la teoría del Big Bang y ayuda a construir la ‘Esfera Dyson’ alrededor del sol?

Has hecho mi pregunta favorita. Descubrí algo como estudiante de física en mi primer año en Stanford, y solo recientemente los profesores de Harvard, MIT y quizás algunas otras escuelas ahora, llegan a la misma conclusión.

Vengo de un pequeño pueblo de 6000. No teníamos malas escuelas, pero tampoco teníamos suficientes estudiantes que quisieran trigonometría y geometría sólida para enseñar esos cursos. Tuve que tomarlos por extensión. Peor aún, toda la enseñanza de matemáticas fue hecha de memoria, y nuestro maestro de matemáticas (aunque era un hombre muy amable) no sabía por qué las cosas aprendidas de memoria eran como son. Así que el cálculo casi me mata, y mi pobre experiencia matemática me hizo decidir que no podía seguir el ritmo de la física en el segundo año.

Mi curso de física del primer trimestre no fue fácil para mí, tanto por el cálculo como porque no tenía lo que Einstein llamaría una buena intuición para la mecánica elemental. Aún así, logré sacar una B- de alguna manera.

El segundo trimestre estudiamos electricidad, y aceleré el curso. Incluso tuve la poca satisfacción de explicarle al estudiante de posgrado que dirige nuestro laboratorio de física por qué no podía medir un potencial eléctrico simplemente conectando una sonda del multímetro en su mano al terminal que supuestamente suministraba 24 voltios de CC. ¿Pero por qué? Las palancas y los equilibrios son cosas de la vida cotidiana, cosas que puedes ver, y la electricidad, tal como la estudiamos, tenía que ver con pequeñas cosas similares a petardos llamadas resistencias y pequeñas cosas similares a obleas llamadas condensadores (ahora llamados condensadores). Los electrones eran invisibles y el interior de los componentes no estaba disponible para inspección. Rompiendo un resistorlet me di cuenta de que estaba hecho de algunas cosas arenosas de color marrón, pero no se produjo ninguna iluminación a partir de esa experiencia.

¿Por qué lo hice tan bien? Fue porque ya me había interesado en la electricidad y cosas así en la escuela primaria, y había hecho todo tipo de cosas como construir radios de cristal (para lo cual necesitabas mucho alambre, un recipiente redondo de avena, un pedazo de cristal de galena montado en una base de plomo, un bigote de gato, un condensador si insististe en la pureza teórica y algunos auriculares). Hice un sistema de telégrafo simple para que mi madre pudiera convocarme desde el granero presionando un botón en lugar de gritar por la puerta trasera. Había aprendido la alegría de tocar una fuente (afortunadamente de bajo amperaje) de electricidad de 600 voltios con un lápiz de madera (que tenía lo que había ignorado, un núcleo de carbono que es un muy buen conductor de electricidad).

Como me interesé en la electricidad, traté de encontrar cosas que explicaran la electricidad. Casi todas las cosas con títulos como “El libro de electricidad de un niño” eran basura. Quizás una de cada cinco cosas que leí fue precisa. El resto había sido escrito por alguien que no entendió o fue un fracaso total al poner su comprensión en un inglés claro. Como resultado, tuve que pensar las cosas visualizándolas en mi propia mente. Al final, pude imaginar un electrón tratando de abrirse paso a través de un conductor pobre y tener que soltarse de cada molécula a la que se acercó demasiado, y otro electrón volando a través de un buen conductor donde nada se extendía para poner un “rayo tractor” en él. Pude ver cómo una inundación de electrones golpearía un segmento de mal conductor (una resistencia) y se respaldaría, y cómo abrir una carretera paralela sería parte de esos electrones para pasar por el otro lado y ya no tener ese grado de Congestión y retraso.

Solo puedo desear haber hecho experimentos similares con cosas como brazos de palanca, no solo usando una palanca para mover un mueble atascado o levantar la esquina de un gabinete, sino deliberadamente haciendo mucho trabajo con cosas como el equilibrio anticuado armas que usan en los mercados (supongo que en todo el mundo) para pesar pollos y cualquier otra cosa. Habría trabajado con poleas hasta que supiera cuánto podría levantar con dos poleas en la parte superior y dos en la parte inferior, cuánto con solo una polea en la parte superior e inferior, etc.

También habría hecho cosas con presión y calor. Tenía a mi disposición todo tipo de latas de metal de cinco galones, pero nunca había pensado en hacer una forma de medir la presión en la lata tapada y luego ver qué pasaba con la presión cuando calentaba o enfriaba el aire en el interior, o qué pasó con el temperatura del aire si conecté una bomba y bombeé más aire o saqué aire.

En otras palabras, si hubiera tenido la información correcta, si hubiera conocido el plan de estudios de física de primer año, habría hecho todo el curso con actividades concretas. Me habría familiarizado tanto con todos los fenómenos básicos que podría decirle por experiencia cuánto aumento de temperatura podría soportar una olla a presión antes de “explotar”.

Una vez que comprenda cómo funciona una cosa porque ha montado una bicicleta o remado en un bote, es relativamente fácil ver cómo una expresión matemática de su trabajo tiene que ser como es. Entonces no hay forma de que realmente puedas olvidar una ecuación o, si olvidas una ecuación, puedes derivarla fácilmente en el acto. (En realidad, una gran parte de nuestros exámenes de física fue derivar las ecuaciones que el curso nos enseñó).

En el siglo XXI me gustaría darme cuenta de cómo mantener mis ojos a salvo de la radiación láser y luego hacer mi propio experimento de doble rendija y trabajar con él hasta que pueda ver por qué esas franjas aparecen de la nada.

Estudiar es diferente en lugar de amar la física. Si amas la física, hagas lo que hagas, será beneficioso para el aprendizaje y la comprensión.
La física es una poesía de las matemáticas y la naturaleza. Sin una naturaleza amorosa y sin confiar en las matemáticas, no puedes entender las conexiones entre la vida diaria y la física.
Pero no puedo ofrecer una forma especial para esto. Esto se está desarrollando por el tiempo.

De lo contrario, si solo quieres “estudiar la física de manera efectiva”, debes estudiar regularmente.

¿Por qué un ladrillo cae más lento que una pluma? ¿Por qué se arremolina el agua cuando cae por el desagüe? ¿Por qué el baño necesita un respiradero para descargar? ¿Por qué un automóvil tarda más en detenerse cuanto más rápido va? ¿Por qué el sol al atardecer es de un color diferente al del mediodía? ¿Qué le sucede al humo cuando desaparece? ¿Por qué un silbato de tren cambia de tono y se vuelve más silencioso a medida que se aleja de ti? ¿Cómo puedes calcular qué tan lejos está el horizonte de ti? ¿Por qué el sonido del viento a través de los árboles de hoja perenne es diferente al de los árboles de hoja caduca?

¿Necesito continuar? Todo es física.

Un buen profesor de física usa muchas analogías. Si no tiene uno, le recomiendo hacer un poco de auto estudio. El curso se mueve tan rápido que casi tienes que haber tomado física primero leyéndote a ti mismo.

Toma la física como práctica. A menudo trato de calcular las cosas que me rodean a través de la física. Es realmente efectivo. La física es divertida.

Intenta encontrar o imaginar todo lo que ves a tu alrededor