AP-fysiikka 1: Voimat ja liike: Ilmainen opas.

Mitä yleisen fysiikan kokeessa yleensä kysytään.

AP Physics 1:n kaltaiset kurssit rakentuvat yleensä muutaman suuren perusidean ympärille, ja samat ideat tulevat vastaan eri muodoissa. Tavallisesti käsiteltäviä aiheita ovat:

• Kinematiikka: liikkeen kuvaaminen aseman, nopeuden ja kiihtyvyyden avulla, mukaan lukien vapaa putoaminen ja heittoliike.
• Voimat ja Newtonin lait: voimakuvat, kokonaisvoima, kitka, jännitysvoima ja tukivoima.
• Energia ja liikemäärä: säilyminen, työ ja törmäykset.
• Pyöriminen ja vääntömomentti: vivut, tasapaino ja pyörimisliike.
• Gravitaatio ja ympyräliike: radat ja keskeisvoima.
• Värähtelyt ja nesteet, jotka sisältyvät kurssin uudempiin versioihin.

Tarkista tarkka lista omasta opetussuunnitelmastasi. Kokeiden järjestäjät muuttavat yksityiskohtia, eikä tämä sivusto tiedä, minkä version suoritat. Tyyli ei kuitenkaan muutu: sinua pyydetään selittämään, ennustamaan ja perustelemaan, ei vain sijoittamaan lukuja kaavaan.

AP on College Boardin rekisteröity tavaramerkki, eikä College Board ole sidoksissa Novarekaan.

Kinematiikka: tarkastele liikettä ennen kuin kirjoitat yhtälön.

Kinematiikan tehtävissä pärjää, kun olet tarkkana siitä, mikä suure on kyseessä. Asema, nopeus ja kiihtyvyys ovat kolme eri asiaa, ja niiden sekoittaminen on yleisin syy pisteiden menettämiseen.

Kolme tapaa auttavat:

1. Valitse positiivinen suunta ja pidä se samana koko tehtävän ajan.
2. Listaa ennen yhtälön valitsemista, mitä tiedät ja mitä haluat selvittää.
3. Mieti, onko vastaus järkevä: jos ylöspäin on positiivinen suunta, ylöspäin heitetyn pallon kiihtyvyys on negatiivinen koko ajan, myös liikkeen korkeimmassa kohdassa.

Ilmaisilla oppitunneilla Vapaa putoaminen ja Nopeus ajan kuluessa voit seurata, kuinka esine kiihtyy, ja nähdä, miten sen nopeus muuttuu sekunti sekunnilta. Käytä niitä yhdessä oppitunnin Kuinka pitkälle se putoaa kanssa ja tarkista, vastaako kuvio d = ½gt² sitä, mitä simulaatiossa todella tapahtuu.

Projektilit: kaksi toisistaan riippumatonta liikettä.

Ammusongelma näyttää pelottavalta, mutta se on oikeastaan kaksi helppoa ongelmaa yhtä aikaa. Vaakasuunnassa nopeus pysyy vakiona, kun ilmanvastus jätetään huomiotta. Pystysuunnassa kappale kiihtyy alaspäin arvolla g. Ainoa niitä yhdistävä asia on aika.

Tämän idean taustalla ovat kaksi klassista tulosta: vaakasuoraan laukaistu pallo osuu maahan samalla hetkellä kuin samalta korkeudelta pudotettu pallo, eikä painavampi kappale putoa kevyempää nopeammin, kun ilmanvastus on merkityksetön. Vaakasuora laukaisu, Ammuksen kantama ja Massalla ei ole väliä testaavat juuri näitä väitteitä.

Vektorit helpottavat asiaa

Lähtönopeuden jakaminen vaakasuoraan ja pystysuoraan osaan on vektoritaito, ei fysiikan taito. Jos se tuntuu epävarmalta, käytä ensin kymmenen minuuttia tehtävään Kärjestä häntään.

Voimat, vipuvarret ja vääntömomentti

Newtonin toinen laki, F = ma, on hyödyllinen vain, kun tiedät, mitkä voimat pitää laskea yhteen. Piirrä ensin voimakuvio, yksi nuoli jokaista voimaa kohti, niin laskut seuraavat perässä. Tyypillisiä virheitä ovat sellaisen voiman keksiminen, jolla ei ole aiheuttajaa (kappaletta eteenpäin työntävä ”impetus”), sekä sen unohtaminen, ettei normaalivoima ole aina yhtä suuri kuin paino.

Vääntömomentti on saman asian pyörimisversio: mitä kauempana kiertopisteestä voima vaikuttaa, sitä suurempi vaikutus sillä on. Tasapainotetun vivun molemmilla puolilla on yhtä suuret vääntömomentit, jotka voit kirjoittaa kummallakin puolella voiman ja etäisyyden tulona. Oppitunnin Tasapainoleikki avulla voit siirtää kuormia palkkia pitkin, kunnes se on vaakasuorassa. Näin huomaat nopeasti, miksi etäisyydellä on väliä.

Gravitaatio ja pyörimisliike

Ympyräliikettä koskevissa kysymyksissä on yksi keskeinen ajatus: ympyrässä liikkuva kappale tarvitsee kohti keskipistettä suuntautuvan nettovoiman. Tämä voima ei ole uudenlainen voima. Se on jokin jo olemassa oleva voima, kuten jännitysvoima, kitka tai painovoima, joka suuntautuu kohti keskipistettä.

Kiertorata on selkein esimerkki. Pelkkä painovoima tuottaa sisäänpäin suuntautuvan voiman, joten ympyräradan nopeus saadaan kaavasta v = √(GM / r). Tehtävässä Ympyräradan nopeus voit muuttaa sädettä ja nähdä, miten tarvittava nopeus muuttuu.

Muista, että tämän sivuston simulaatiot ovat yksinkertaistettuja opetusmalleja. Niissä ei tarkoituksella oteta huomioon ilmanvastusta eikä muita todellisen maailman monimutkaisuuksia. Käytä niitä siis ymmärryksen rakentamiseen ja tarkista yksityiskohdat sen jälkeen oppikirjastasi.

Neljän viikon opiskelusuunnitelma

Säädä ajoitus kalenterisi mukaan, mutta pidä järjestys samana.

1. Viikko 1, liike: kinematiikan oppitunnit, ja piirrä sitten nopeus–aika-kuvaajia muistista.
2. Viikko 2, voimat: vapaakappalekuvioita kymmenestä tilanteesta, ja sen jälkeen vipua käsittelevät oppitunnit.
3. Viikko 3, heittoliike ja ympyräliike: laukaisua käsittelevät oppitunnit, kiertorataa käsittelevä oppitunti ja vektorin jakaminen osiin.
4. Viikko 4, sekalainen harjoittelu: ajastettuja tehtäväsarjoja, ja muuta jokainen väärä vastaus yksiriviseksi säännöksi.

Harjoituskokeiden käyttäminen

Jokaisella laboratoriolla on oma harjoituskokeensa, esimerkiksi Forces & Motion -harjoituskoe. Tee yksi koe ensin ilman valmistautumista, arvioi se rehellisesti ja palaa sitten jokaista väärää vastausta vastaavaan oppituntiin. Harjoituskoe on ensin diagnostiikkatyökalu ja vasta toiseksi pistemäärä.

Miten tätä voidaan tutkia laboratoriossa.

Käy nämä läpi järjestyksessä. Oppitunti on suoritettu vasta, kun saavutat simulaatiossa tavoitteen.

1. Vapaa pudotus ja Kuinka pitkälle se putoaa kiihtyvyyden oppimista varten.
2. Vaakasuora laukaisu ja Heittoliikkeen kantama kaksiosaisen liikkeen oppimista varten.
3. Tasapainoilua vääntömomentin oppimista varten.
4. Ympyräkiertoradan nopeus painovoiman ja ympyräliikkeen oppimista varten.

Kun pystyt ennustamaan lopputuloksen ennen kuin painat toistopainiketta, olet valmis jatkamaan.