Resolución de Problemas en Física

Al enfrentar un problema de Física es importante recordar dos cosas. Primero, un físico buscará problemas que pueden ser modelados o representados pictoricamente, o esquemáticamente. Por lo tanto, casi todos los problemas que vas a encontrar en un curso de física pueden ser descriptos por un dibujo. La mayor parte de las veces, este dibujo contendrá o sugerirá la solución del problema. Segundo, un físico buscará principios unificadores que puedan ser expresados matemáticamente y que puedan ser aplicados a una clase amplia de situaciones físicas. El texto de física y las notas de clase contendrá muchas fórmulas, pero tu debes tratar de entender las Leyes Naturales mas amplias para poder adquirir la visión general de la física. Esta conceptualización amplia es vital en el momento resolver problemas que pueden incluir diversos principios generales y requerir el uso de muchas fórmulas diferentes. La mayor parte de las fórmulas de la física son combinaciones de leyes generales. La siguiente, es una receta para encarar la resolución de un problema de física. Aunque ésta es tan solo una de las formas posibles de encarar la solucion de problemas, algunos de sus elementos te podrín ser de utilidad.

1.

Lee el problema. Debes leer el problema incluso antes de haber leido el capítulo o sección del libro a la que el problema pertenece. Busca el significado de los términos que no conoces.

2.

Haz un dibujo del problema. Incluso un dibujo rudimentario puede ser de gran ayuda. Un dibujo realmente bueno debería incluir lo siguiente:

• Un título que identifica la cantidad o incógnita que estás buscando en este problema.
• Títulos que identifican los parámetros o variables de las cuales depende la incógnita que estás tratando de encontrar y que son dadas como datos. Anota los valores de estos parámetros o variables en el dibujo.
• Identifica y anota cualquier parámetro o variable desconocido que debas calcular en el camino, u obtener de otra manera del texto, para poder calcular tu incógnita final.
• Siempre anota las unidades de medida de todas las cantidades que usarás en el problema. Si el dibujo es un gráfico, asegúrate de anotar las unidades y la escala (marcas) en ambos ejes.

3.

Encuentra el principio general que relaciona los distintos parámetros y variables del problema con las incógnitas que estás tratando de encontrar. En general, el diagrama va a sugerir cuales son las técnicas y fórmulas que debes aplicar. En algunos casos, puede ser necesario extraer información adicional del enunciado del problema antes de definir las fórmulas apropiadas. Esto es generalmente cierto en aquellos casos en que la solución del problema debe ser encontrada indirectamente a partir de los datos dados. Cuando esto sucede, es necesario a veces dibujar una segunda figura donde estas cantidades intermedias estén claramente identificadas. Esta segunda figura podría ser un gráfico, o un diagrama de vectores, y no necesariamente un dibujo adicional describiendo objetos físicos.

4.

Calcula la solución haciendo todos los pasos posibles sin reemplazar las variables y parámetros por sus valores numéricos. Este camino se llama el método formal, o algebráico. Es el mas indicado para problemas largos y complicados.

5.

Repite el cálculo usando los valores numéricos desde el principio, de manera que los diferentes pasos te iran proporcionando valores numéricos intermedios. Este método tiene como desventaja que, dada la mayor cantidad de cuentas involucradas, es mas probable que se cometan errores numéricos. Tiene la ventaja de que verás como la parte numérica del problema progresa en los diferentes pasos, y como los órdenes de magnitud se combinan para llegar a la respuesta final. A veces, es mas fácil encontrar donde se puede haber cometido un error siguiendo este método, cuando números inverosímiles aparecen en algún paso.

6.

Haz una crítica de tu solución para ver si tiene sentido. Compara esta solución con la de otros problemas similares que puedas haber resuelto, o pueda haber como ejemplos en el texto o las notas de clase. Muchas veces es posible hacer un control independiente simplemente haciendo un cálculo aproximado. Un cálculo aproximado debe dar una respuesta similar a la del cálculo más preciso. Si las respuestas difieren obviamente, esto será indicación de que hay un error en alguno de los caminos.

7.

Controla las unidades del resultado. Esto es fundamental. Las unidades del resultado, luego de combinar todas las variables, parámetros y constantes que entren en las ecuaciones, tienen que ser las que se espera que la incógnita posea. Este control te ayudará a desarrollar tu intuición física acerca de lo que es una solución correcta. Esta intuición te será extremadamente útil en otros problemas y, en particular, en los exámenes.

8.

Si tienes tiempo, trata de repetir la solución haciéndola mas rápido. En los exámenes vas a tener que resolver problemas con la presión de tener un límite de tiempo. Esta clase de ``entrenamiento'' podría ser de utilidad para mejorar tus calificaciones.

Un excelente ejercicio es volver a revisar las soluciones de los problemas luego de un cierto tiempo (unos pocos días). Debería serte posible leer la solución y entenderla sin hacer ninguna referencia al texto o las notas de clases. Por lo tanto, la solución debería incluir una descripción de los pasos, los objetivos buscados con cada uno de ellos y los principios que se aplicaron. Estas notas y explicaciones, que podrían ser incluso substancialmente más extensas que las propias ecuaciones y derivaciones extrictamente necesarias para la resolución del problema, te serán de mucha utilidad en el momento de repasar el material para un examen. Más importante todavía, el proceso de elaboración de las explicaciones al problema te dará la seguridad de que no has pasado por alto ninguna información esencial para comprender el problema.