AP Physics 1 Krefter og bevegelse: En gratis studieguide

Dette pleier en fysikkeksamen på innføringsnivå å spørre om

Kurs som AP Physics 1 bygger vanligvis på et lite sett med store ideer, og de samme ideene dukker opp igjen i ulike former. Vanlige temaer er:

• Kinematikk: å beskrive bevegelse med posisjon, hastighet og akselerasjon, inkludert fritt fall og prosjektiler.
• Krefter og Newtons lover: frilegemediagrammer, nettokraft, friksjon, strekkraft og normalkraft.
• Energi og bevegelsesmengde: bevaring, arbeid og kollisjoner.
• Rotasjon og dreiemoment: vektstenger, balanse og rotasjonsbevegelse.
• Gravitasjon og sirkelbevegelse: baner og sentripetalkraft.
• Svingninger og væsker, som nyere versjoner av kurset inkluderer.

Sjekk din egen læreplan for den nøyaktige listen. Eksamenstavler endrer detaljene, og dette nettstedet vet ikke hvilken versjon du skal ta. Det som ikke endrer seg, er stilen: Du blir bedt om å forklare, forutsi og begrunne, ikke bare sette tall inn i en formel.

AP er et registrert varemerke som tilhører College Board, som ikke er tilknyttet Novareka.

Kinematikk: Se bevegelsen før du skriver ligningen

I kinematikkoppgaver kommer du langt ved å være tydelig på hvilken størrelse som er hva. Posisjon, hastighet og akselerasjon er tre forskjellige ting, og å blande dem sammen er den vanligste grunnen til å miste poeng.

Tre vaner hjelper:

1. Velg en positiv retning, og hold deg til den gjennom hele oppgaven.
2. Skriv ned det du vet, og det du vil finne ut, før du velger en ligning.
3. Spør deg selv om svaret gir mening: Hvis opp er positiv retning, har en ball som kastes oppover den samme negative akselerasjonen hele veien, selv på toppen.

De gratis leksjonene Fritt fall og Hastighet over tid lar deg se et objekt akselerere og se hvordan farten endrer seg sekund for sekund. Kombiner dette med Hvor langt faller den for å sjekke mønsteret d = ½gt² mot det simuleringen faktisk gjør.

Prosjektiler: to uavhengige bevegelser

Et kast med et prosjektil ser skummelt ut, men er egentlig to enkle problemer som skjer samtidig. Horisontalt, når vi ser bort fra luftmotstand, holder farten seg konstant. Vertikalt akselererer gjenstanden nedover med g. Det eneste som knytter dem sammen, er tid.

Det er ideen bak to klassiske resultater: En ball som kastes horisontalt, lander samtidig som en ball som slippes fra samme høyde, og en tyngre gjenstand faller ikke raskere enn en lettere når luftmotstanden er ubetydelig. Horisontalt kast, Kastelengde og Masse spiller ingen rolle tester akkurat disse påstandene.

Vektorer gjør det enklere

Å dele opp farten til et kast i en horisontal og en vertikal del er en ferdighet innen vektorer, ikke fysikk. Hvis det føles usikkert, kan du bruke ti minutter på Spiss mot hale først.

Krefter, vektstenger og dreiemoment

Newtons andre lov, F = ma, er bare nyttig når du vet hvilke krefter du skal legge sammen. Tegn frilegemediagrammet først, med én pil per kraft, så følger regnestykket. Vanlige feil er å finne på en kraft som ikke har noen kilde (en «drivkraft» som skyver en gjenstand framover) og å glemme at normalkraften ikke alltid er lik tyngden.

Dreiemoment er den roterende versjonen av den samme historien: En kraft betyr mer jo lenger fra dreiepunktet den virker. En balansert vektstang har like store dreievirkninger på begge sider, noe du kan skrive som kraft multiplisert med avstand på hver side. I leksjonen Balansekunst kan du flytte lodd langs en bjelke til den ligger vannrett. Det er en rask måte å kjenne hvorfor avstand teller.

Gravitasjon og sirkelbevegelse

Spørsmål om sirkelbevegelse bygger på én idé: En gjenstand som beveger seg i en sirkel, trenger en nettokraft som peker mot sentrum. Denne kraften er ikke en ny type kraft. Det er en kraft som allerede finnes, for eksempel spenning, friksjon eller gravitasjon, som peker innover.

En bane er det tydeligste eksempelet. Gravitasjon alene sørger for kraften innover, så farten i en sirkelbane følger av v = √(GM / r). I Fart i sirkelbane kan du endre radiusen og se hvordan den nødvendige farten endres.

Husk at simuleringene på dette nettstedet er forenklede undervisningsmodeller. De utelater luftmotstand og andre komplikasjoner fra virkeligheten med vilje, så bruk dem til å bygge forståelse og sjekk deretter detaljene i læreboka.

En fireukers studieplan

Tilpass tidspunktet til kalenderen din, men behold rekkefølgen.

1. Uke 1, bevegelse: leksjoner om kinematikk, og tegn deretter fart–tid-grafer fra hukommelsen.
2. Uke 2, krefter: frilegemediagrammer for ti situasjoner, og deretter leksjonene om vektstenger.
3. Uke 3, prosjektiler og sirkelbevegelse: leksjonene om utskyting, leksjonen om baner og oppdeling av vektorer.
4. Uke 4, blandet øving: oppgavesett på tid, der hvert feil svar gjøres om til en regel på én linje.

Slik bruker du øvingseksamenene

Hvert laboratorium har sin egen øvingseksamen, for eksempel øvingseksamenen i krefter og bevegelse. Ta én uten forberedelser, rett den ærlig, og gå deretter tilbake til den tilsvarende leksjonen for hver oppgave du gjorde feil. En øvingseksamen er først og fremst et diagnostisk verktøy, og deretter en måte å måle poengsummen på.

Slik utforsker du dette i laboratoriet

Gå gjennom disse i rekkefølge. Hver leksjon er fullført først når du når målet i simuleringen.

1. Fritt fall og Hvor langt faller den? for akselerasjon.
2. Horisontal utskyting og Prosjektilrekkevidde for bevegelse i to deler.
3. Balansekunst for dreiemoment.
4. Fart i sirkulær bane for gravitasjon og sirkelbevegelse.

Når du kan forutsi resultatet før du trykker på spill av, er du klar til å gå videre.