Sopravvivere al corso Fisica I senza matematica

Messaggioda siddy98 » 25/03/2017, 22:48

Salve a tutti :-D

Dopo aver affrontato l'esame di Analisi I, il mio piano di studi per questo semestre prevede Fisica I e Algebra Lineare.
Sfortunatamente, però, mi trovo di fronte a un grosso problema con la prima materia: pare che le conoscenze matematiche acquisite nel corso di analisi non siano affatto sufficienti per poter trattare la fisica newtoniana.

Le difficoltà si sono presentante fin dai primi argomenti quando, dopo aver passato mesi a studiare funzioni $ f: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} $, mi sono trovato di fronte alle leggi orarie, che sono invece funzioni $\mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R^3}$. Fin qui la cosa non era particolarmente grave (conoscevo già la definizione di limite generalizzata a spazi metrici), ma ora, per esempio, noto che il lavoro è definito tramite gli integrali di linea, un argomento che studierò l'anno prossimo in Analisi 2! Chiaramente deduco che, più andrò avanti, più avanzate saranno le conoscenze matematiche richieste.

Per me questo è un grosso ostacolo: senza il rigore e il formalismo della matematica ho difficoltà a comprendere a fondo i concetti. Già al liceo per me la fisica era un incubo perché, non conoscendo derivate e integrali, e quindi senza poter definire con precisione le quantità cinematiche fondamentali, non riuscivo a capire la materia né a risolvere i più semplici esercizi di cinematica (difficoltà, questa con la cinematica, che ora non ho più, appunto perché posseggo gli strumenti matematici necessari). Adesso mi ritrovo circondato da dimostrazioni euristiche ("consideriamo lo spostamento infinitesimo $ds$..." e cose del genere) che riesco sì a comprendere intuitivamente, ma che mi impediscono di penetrare a fondo nei concetti e assimilarli. Condizione necessaria, tra l'altro, per risolvere gli esercizi.

Ho già in mente di anticipare lo studio dell'analisi in più variabili, ma chiaramente per quando avrò a disposizione gli strumenti utili il corso di fisica sarà già finito.

Avete dei consigli su come studiare la materia per qualcuno con una "mentalità più matematica"? Cosa dovrei fare secondo voi per non collassare entro la fine del corso? :lol:
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Re: Sopravvivere al corso Fisica I senza matematica

Messaggioda professorkappa » 26/03/2017, 00:24

Non mi preoccuperei piu' di tanto, se fossi in te.
Le conoscenze acquisite in Analisi I sono ampiamente sufficienti a coprire Fisica I.
Il lavoro puo' essere un integrale di linea, ma alla fine dei conti si riduce alla somma di 3 integrali semplici lungo le componenti dgli assi. Lo stesso vale per lo spostamento ds e pure per le leggi orarie che sono funzioni di R in R se tieni conto che, di nuovo, che ds lo puoi scomporre in dx, dy, e dz.
Puoi avere qualche difficolta' quando introduci rotori e gradienti e potenziali, ma non sono difficolta' insormontabili.

Per ogni dubbio, posta qua che ti si aiuta.

In bocca al lupo e tieni duro.
La mitologia greca e' sempre stata il mio ginocchio di Achille
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Re: Sopravvivere al corso Fisica I senza matematica

Messaggioda Vulplasir » 26/03/2017, 02:25

Se proprio non ti va giù l'integrale di linea, ad essere più precisi il lavoro di una forza è l'integrale della sua potenza nel tempo $L(t):=int_(0)^(t)W(tau)d tau$, questa volta si tratta di un integrale normale.
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Re: Sopravvivere al corso Fisica I senza matematica

Messaggioda Maurizio Zani » 27/03/2017, 07:00

Vulplasir ha scritto:Se proprio non ti va giù l'integrale di linea, ad essere più precisi il lavoro di una forza è l'integrale della sua potenza nel tempo $L(t):=int_(0)^(t)W(tau)d tau$, questa volta si tratta di un integrale normale.


In che senso, relativamente alle parole che ho messo in grassetto?
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Re: Sopravvivere al corso Fisica I senza matematica

Messaggioda paolomax95 » 27/03/2017, 08:41

siddy98 ha scritto:Senza il rigore e il formalismo della matematica ho difficoltà a comprendere a fondo i concetti.
Avete dei consigli su come studiare la materia per qualcuno con una "mentalità più matematica"? Cosa dovrei fare secondo voi per non collassare entro la fine del corso? :lol:


Posso chiederti facoltà fai? Che libro/libri state utilizzando per Fisica I?

Comunque è un problema piuttosto diffuso questo che mettono Fisica I prima di Analisi II (o addirittura in contemporanea ad Analisi 1!) ... Il semplice moto armonico si studia con le equazioni differenziali... e quest'ultime sono presenti spesso anche in termodinamica (e anche in tante altre parti della Fisica I e II a dire il vero)...

Se hai già fatto bene Analisi I il mio consiglio è di stringere i denti e provare a capire quel che riesci... Ti capisco, c'è chi magari non si sente a suo agio ad affrontare una materia che utilizza strumenti che non si conoscono...

Il mio consiglio è di non anticipare argomenti di Analisi 2 perché rischi di farli male e di non arrivare manco a toccare Fisica 1 (ci sono passato), provando invece a capire a livello "intuitivo" quello che riesci.
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Re: Sopravvivere al corso Fisica I senza matematica

Messaggioda Vulplasir » 27/03/2017, 15:15

Nel senso che un integrale di linea che si fa ad analisi vale per campi vettoriali dipendenti solo dalla posizione, e in cui quindi per risolvere l'integrale basta solo sapere la forma della traiettoria, nel caso di forze generiche, esse dipenderanno in generale dalla posizione, dalla velocità e dal tempo, e $intvecF*dvecs$ non è un integrale di linea perché sapere la traiettoria non è suficiente, quindi in genere risulta più rigoroso definire il lavoro di una forza come l'integrale nel tempo della sua potenza, se essa è nota, o almeno così si insegna in meccanica razionale (o è stato insegnato a me)
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Re: Sopravvivere al corso Fisica I senza matematica

Messaggioda siddy98 » 28/03/2017, 19:25

paolomax95 ha scritto:Posso chiederti facoltà fai? Che libro/libri state utilizzando per Fisica I?

Comunque è un problema piuttosto diffuso questo che mettono Fisica I prima di Analisi II (o addirittura in contemporanea ad Analisi 1!) ... Il semplice moto armonico si studia con le equazioni differenziali... e quest'ultime sono presenti spesso anche in termodinamica (e anche in tante altre parti della Fisica I e II a dire il vero)...

Se hai già fatto bene Analisi I il mio consiglio è di stringere i denti e provare a capire quel che riesci... Ti capisco, c'è chi magari non si sente a suo agio ad affrontare una materia che utilizza strumenti che non si conoscono...

Il mio consiglio è di non anticipare argomenti di Analisi 2 perché rischi di farli male e di non arrivare manco a toccare Fisica 1 (ci sono passato), provando invece a capire a livello "intuitivo" quello che riesci.


Studio ingegneria, e il mio professore adotta il Mazzoldi. Purtroppo le cose non sembrano procedere bene: nelle ultime lezioni sono stati spiegati il lavoro e l'energia, e il professore ha introdotto i concetti di derivata parziale, gradiente, rotore...ovviamente tutto in maniera intuitiva. Devo dire che non sono stato molto in grado di seguire, anche perché il docente, per quanto preparato, è piuttosto frettoloso. Vedremo se con gli esercizi va meglio.
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Re: Sopravvivere al corso Fisica I senza matematica

Messaggioda paolomax95 » 29/03/2017, 07:33

Allora... io sono iscritto al terzo anno di Ing. Informatica e Telecomunicazioni ma visto il numero di materie che (non) ho dato e visto il fatto che non mi sono trovato bene per varie motivazioni sto considerando di passare a Matematica (rimpiango un po' di averci impiegato questi 2+ anni per capirlo).
Il Mazzoldi, mi diceva il mio prof. che è il libro più matematico che ci sia per la Fisica... quindi come trattazione dovrebbe essere quella più vicina alle tue esigenze.
Nella mia esperienza io ho avuto a primo anno Fisica I assieme ad Analisi I (entrambe 2 semestri e 15 CFU). Avevo da un lato la prof. di Analisi che ci diceva di "non toccare niente" nel senso di non anticipare nulla e dall'altro il prof. di Fisica che ci diceva che chi viene dal Classico (tipo me che non avevo nemmeno fatto i limiti) avrebbe dovuto fare limiti derivate ed integrali per conto proprio (giustamente non si può pretendere che a Fisica ti facciano un Corso di Analisi)...
In Fisica II la situazione si è ripetuta, anzi forse peggio perché Analisi II la abbiamo avuta al semestre successivo...
Stessa situazione anche per diverse altre materie ingegneristiche, come Controlli automatici, Teoria dei Segnali, Metodi Numerici ecc. dove sono stati introdotti e utilizzati strumenti di Analisi 2 e 3 (per esempio le distribuzioni) senza scendere troppo nel dettaglio... Argomenti matematici introdotti abbastanza velocemente per andare direttamente all'applicazione pratica... Il che non è un male se poi si è interessati a sfruttare i concetti matematici a fini ingegneristici. Però, per la mia esperienza, per la mia Facoltà, cercare una comprensione profonda dei concetti (matematici/fisici) utilizzati a fini pratici nelle varie materie di Ingegneria non so quanto sia possibile... nel senso che se si dovessero spiegare e chiarire ogni concetto introdotto non basterebbe secondo me un corso di 5 anni. Poi può essere che situazioni simili in altri Atenei non si verifichino ma ti parlo solo per la mia esperienza che può essere diversa da quella di altri...
Quello che ti consiglio è di informarti un po' di più dei programmi futuri delle materie che farai e del livello di approfondimento offerto, riguardando il tuo Corso di studi alla luce delle tue esigenze e del tuo carattere...
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