introducción a la resolución de problemas de física

INTRODUCCIÓN A LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE FÍSICA
PARA TI, ALUMNO DE PRIMER CURSO DE FÍSICA I DE LA E. I. I.
Lo más probable es que tomes este curso como un curso introductorio, como una
base necesaria para los cursos siguientes que piensas estudiar como preparación para una
carrera de ingeniería. Por ello nos interesa que aprendas física y que disfrutes haciéndolo.
Vamos a intentar en este curso antes de cada tema entregarte una pequeña sección
donde mostraremos pequeños consejos que podrán ayudarte en la resolución de los
problemas, ayudas para problemas concretos o especialmente difíciles, notas avisando de
los posibles errores que puedes cometer... De este modo esperamos conseguir hacerte la
Física más agradable y facilitarte el trabajo en casa.
Hemos intentado corregir todos los posibles errores que hemos visto en cursos
anteriores. Aún así, si encuentras alguno, te agradeceremos que nos lo comuniques para
corregirlo y mejorar la versión siguiente. Tu opinión también es importante. Los problemas
y apuntes de la asignatura están hechos para ti. No dudes en hacernos saber qué
mejorarías o cambiarías de todo.
Nunca aprenderás a resolver problemas si te limitas a ir a clase a ver cómo el
profesor los resuelve. Por ello, te recomendamos que intentes resolver tú solo algún
problema más de los que se van a resolver en clase. No dejes todo el trabajo para el final.
A medida que vayamos resolviendo en clase los problemas seleccionados, intenta tú resolver
otros que puedes descargarte de la página web del Departamento. La solución puede
ayudarte a saber si lo has resuelto bien o mal. Si no consigues resolver un problema, acude
siempre a tu profesor para pedir ayuda. En cualquier caso, ten en cuenta que los científicos
e ingenieros casi nunca trabajan aislados, sino en colaboración. Aprenderás más física y te
divertirá más si trabajas con otros estudiantes. Es posible que un problema complicado
para ti no lo sea para un amigo. En cualquier caso, el servidor te ofrece la posibilidad de ver
el problema completamente resuelto. Utiliza esta opción sólo si es estrictamente necesaria,
y asegúrate de que comprendes todo lo que se explica en el problema. No dejes nunca
dudas, acude a resolverlas, recuerda siempre que la única pregunta estúpida es la que no se
hace.
Antes de empezar el curso, adopta una actitud positiva hacia la asignatura, teniendo
en cuenta que la física es la más fundamental de todas las ciencias naturales. No te dejes
influir por opiniones de compañeros y danos una oportunidad. Forja tú mismo tu propia
opinión de la asignatura y de sus profesores.
Previamente a la resolución de los problemas, es fundamental que comprendas los
conceptos y principios básicos. Deberás leer siempre cuidadosamente la teoría sobre cada
tema.
Marca todos aquellos puntos que no sean claros para ti, toma notas en clase y
pregunta todos aquellos aspectos que desees aclarar. A menudo tus compañeros tienen la
misma duda que tú.
R. P. Feynman, premio Nobel en Física, dijo en cierta ocasión: usted no sabe sobre
algo hasta que lo ha practicado. La habilidad para resolver problemas puede ser la mejor
prueba de los conocimientos que se tienen en física, y por lo tanto, debe intentar
resolverse el mayor número de ellos.
El método para resolver problemas debe planearse de forma cuidadosa. Lee primero
el problema varias veces hasta estar seguro de entender qué es lo que pregunta. Observa
qué palabras clave te ayudan a interpretar el problema y a formular ciertas suposiciones.
La habilidad para interpretar la pregunta en forma apropiada es la parte integral de la
resolución del problema. Debes adquirir el hábito de escribir la información dada en el
problema y decidir qué cantidades necesitan determinarse. Construye una tabla listando las
cantidades dadas y las cantidades a determinar. Después, decide qué método consideras
más apropiado para la situación, procediendo a la resolución del problema.
A menudo, el fallo principal consiste en olvidar las limitaciones de ciertas fórmulas
o leyes físicas en una situación particular. Es muy importante que entiendas y recuerdes las
hipótesis que sirven de base a una teoría o formalismo en particular. Por ejemplo, ciertas
ecuaciones en cinemática sólo se aplican a partículas que se mueven con aceleración
constante; estas ecuaciones no son válidas en situaciones donde la aceleración no es
constante, como en el movimiento de un objeto sujeto a un resorte, o en el movimiento de
un cuerpo a través de un fluido.
Cada problema es diferente. No obstante, hay ciertas guías que serán útiles casi
siempre. En el desarrollo de un problema, son comúnmente incluidos cinco pasos básicos:
1.- Dibuja un diagrama de la situación con etiquetas apropiadas y ejes coordenados
si son necesarios.
2.- Cuando examines qué es lo que pregunta el problema, identifica el principio o
principios básicos que están involucrados, listando los datos y las incógnitas.
3.- Selecciona una relación básica o deriva una ecuación que se pueda utilizar para
determinar la incógnita, y resuelve la ecuación para la incógnita simbólicamente.
4.- Sustituye los datos con las unidades apropiadas dentro de la ecuación.
5.- Obtén un valor numérico para la incógnita. Verifica en el resultado que las
unidades coinciden, que el resultado es razonable y que el signo es apropiado. Piensa además
si dicho signo tiene o no significado físico.
Un diagrama apropiadamente dibujado puede eliminar los errores de signo. Los
diagramas también ayudan a aislar los principios físicos del problema. Una verificación de
unidades al final del problema puede indicar un posible error algebraico.
Esperamos ayudarte no sólo a aprender física, que es nuestro principal objetivo,
sino también a tener éxito el día del examen, que será posiblemente tu principal objetivo.
No dejes nunca la preparación de un examen para el final. Si lo haces así, tal vez apruebes
este examen, pero no retendrás debidamente los conceptos para el siguiente. Deseamos
que tu paso por este curso sea lo más agradable posible.