آموزش فیزیک عمومی
آموزش فیزیک عمومی (فیزیک هالیدی) یکی از دروس مشترک در رشتههای مهندسی و علوم پایه دانشگاه است. در کتاب فیزیک عمومی 1 مفاهیم پایه‌ای فیزیک را یاد می‌گیرید که از جمله آنها می‌توان به مفاهیم انرژی، حرکت، دینامیک و فیزیک مکانیک اشاره کرد. با یادگیری فیزیک می‌توانید مسائل مربوط به فیزیک هالیدی و سایر مسائل را به راحتی حل کنید. همچنین آموزش فیزیک عمومی 1 دانشگاه پیش نیاز برای کتاب فیزیک پایه 2، مکانیک کلاسیک، مکانیک کوانتومی و الکترودینامیک است. در واقع می‌توان گفت مبنای بسیاری از علوم پیشرفته، فیزیک است و با کمک آن می‌توان در مورد حرکت اجرام آسمانی یا نحوه حرکت الکترون در لامپ صحبت کرد. برای آموزش فیزیک 1 منابع مختلفی وجود دارد که باید با توجه به سطح خود یکی از آنها را انتخاب کنید.
آموزش فیزیک عمومی برای چه افرادی مناسب است؟
فیزیک دانشگاهی برای همه دانشجویان رشتههای مهندسی از جمله رشته برق، مکانیک و رشته فیزیک مناسب است. در کتاب فیزیک مباحث مختلفی آموزش داده می‌شود که از جمله آنها می‌توان به حرکت دو بعدی و سه بعدی، بردارها، مرکز جرم و تکانه خطی اشاره کرد. این مباحث پایه فیزیک هستند و افرادی که به رشتههای مهندسی علاقه دارند باید آنها را یاد بگیرند؛ البته بسیاری از دانشجویان با اکثر مباحث مطرح شده در دوران دبیرستان آشنا شده‌اند.
در آموزش فیزیک پایه چه مباحثی مطرح می‌شود؟
در تدریس فیزیک عمومی 1 هالیدی مباحث مختلفی مطرح می‌شود که از مهمترین عبارتند از:
1. کمیت‌ها
اولین مبحثی که در فیزیک 1 مطرح می‌شود، کمیت‌ها و نحوه انجام عملیات بر روی آنها است. از جمله کمیت‌هایی که در این کتاب با آنها آشنا می‌شود می‌توان به طول، دما، زمان، شدت نور، جرم، مقدار ماده و جریان اشاره کرد. این موارد در واقع کمیت‌های اصلی هستند و سایر کمیت‌ها از آنها مشتق می‌شوند. کمیت‌ها را در کتاب فیزیک پایه به دو دسته بردار و اسکالر تقسیم می‌شود. نحوه انجام عملیات بر روی اسکالرها مانند همه آموزش‌های ریاضی است؛ اما در محاسبه بردارها باید راستا و جهت آنها در نظر گرفته شود.
2. حرکت
حرکت یکی از مهمترین سرفصل‌های فیزیک است که هر دانشجویی باید آن را یاد بگیرد. در فیزیک عمومی آموزش مبحث حرکت از یک بعد شروع می‌شود و بعد از یادگیری آن می‌توان مباحث را به حرکت در دو و سه بعد نیز تعمیم داد؛ چرا که قوانین هر همه آنها به یک شکل است.
3. آشنایی با دینامیک حرکت و قوانین نیوتن
قوانین نیوتن از مهمترین و پایه‌ای‌ترین مباحث در آموزش فیزیک عمومی است که هر دانشجویی باید آنها را به طور کامل یاد بگیرد. در حالت کلی نیوتن سه قانون مهم و مشهور دارد که در آنها رابطه بین جرم و شتاب، عمل و عکس‌العمل و حرکت اجسام مطرح شده است.
4. مرکز جرم
موضوع دیگری که در فیزیک پایه مطرح شده، مرکز جرم است. مرکز جرم نقطه تعادل اجسام را نشان می‌دهد که در اصطلاح به آن مرکز ثقل گفته می‌شود. این مبحث در علوم مکانیک و فیزیک کاربرد بسیار گسترده‌ای دارد.
5. انرژی پتانسیل و پایستگی انرژی
در این فصل از آموزش فیزیک عمومی با مباحث مختلفی آشنا می‌شوید که برخی از آنها عبارتند از:
· انرژی پتانسیل گرانشی
· نیروهای پایستار و ناپایستار
· انرژی پتانسیل کشسانی
· منحنی انرژی
· پایستگی انرژی در حالت خاص و حالت کلی
6. تکانه خطی
تکانه (Momentum) به حاصل‌ضرب جرم در بردار سرعت گفته می‌شود. در فصل تکانه خطی فیزیک پایه 1 با مباحث قانون دوم نیوتن برای یک مجموعه از ذرات، انواع برخورد، سرعت مرکز جرم، برخورد کشسان یک بعدی با هدف ساکن و هدف متحرک آشنا خواهید شد.
7. چرخش
موضوع دیگری که در آموزش فیزیک عمومی مطرح می‌شود، مباحث مربوط به چرخش است. برخی از مواردی که در این فصل یاد می‌گیرید عبارتند از:
· انرژی جنبشی دورانی
· سرعت زاویه‌ای متوسط و لحظه‌ای
· جابه‌جایی زاویه‌ای
· لختی دوران
· قضیه محورهای موازی
· کار و انرژی جنبشی دورانی
· حرکت شتاب‌دار با شتاب زاویه‌ای ثابت
8. بار و میدان الکتریکی
مبحث دیگری که دانشجویان در فیزیک پایه یاد می‌گیرند، بار و میدان الکتریکی است. افرادی که در رشته مهندسی برق مشغول تحصیل هستند، این بخش از فیزیک را باید با دقت بیشتری یاد بگیرند. در این فصل ابتدا با انواع بارهای الکتریکی آشنا خواهید شد و بعد از آن با مسائل مربوط به میدان الکتریکی آشنایی پیدا می‌کنید.
9. سایر مباحث فیزیک عمومی
علاوه بر مباحثی که در بالا معرفی کردیم، در کتاب فیزیک پایه با موضوعات دیگری نیز آشنا می‌شوید که از جمله آنها می‌توان به القا و خود القایی، معادلات ماکسول، مدارها، میدان‌های الکترومغناطیسی، جریان و مقاومت، پتانسیل الکتریکی، خازن و قانون گاوس اشاره کرد.
نکته: برخی از مباحثی که معرفی کردیم، در فیزیک پایه 2 قرار دارند و در فیزیک 1 آنها را یاد نمی‌گیرید.
بهترین کتاب‌های آموزش فیزیک عمومی
در دانشگاه‌ها و موسسات آموزشی برای فیزیک عمومی 1 از کتاب‌های مختلفی استفاده می‌کنند که در ادامه به معرفی بهترین آنها می‌پردازیم.
1. کتاب مبانی فیزیک (معروف به فیزیک هالیدی)
یکی از بهترین کتاب‌های آموزش فیزیک 1، کتاب Fundamentals of Physics است که توسط دیوید هالیدی نوشته شده است. این کتاب نسخه‌ها و ترجمه‌های زیادی دارد. معمولا در دانشگاه‌ها نیز این کتاب را تدریس یا مطالعه آن را به دانشجویان توصیه می‌کنند. در حال حاضر چاپ دوازدهم از این کتاب منتشر شده است.
2. فیزیک دانشگاهی هیو یانگ
کتاب فیزیک دانشگاهی هیو یانگ 13 فصل دارد که در آن مباحثی همچون قوانین نیوتن، کار و انرژی، حرکت دو بعدی و سه بعدی، حرکت دورانی، گرانش و تعادل و کشسانی مطرح شده است.
3. فیزیک اوهانیان
یکی دیگر از کتاب‌هایی که در آموزش فیزیک عمومی تدریس می‌شود، کتاب اهانیان است که با دیدی جدید و معاصر مفاهیم فیزیک را آموزش می‌دهد. علاوه بر مباحث اصلی، فصل‌های اختیاری نیز در این کتاب وجود دارد. این فصل‌ها به دانشجویان کمک می‌کند تا با جذابیت‌های فیزیک آشنا شوند. همچنین وجود مثال‌های مختلف از زندگی واقعی، درک فیزیک را برای دانشجویان ساده و راحت می‌کند.
4. کتاب فیزیک پیرسون (Conceptual physics)
پائول هویت در این کتاب مباحث فیزیک را به شیوه‌ای ساده آموزش داده تا افراد غیرآکادمیک هم آن را متوجه شوند. همچنین با استفاده از تصاویر دنیای واقعی کاری کرده تا فهم مطالب سخت فیزیک برای همه ساده باشد.
5. کتاب University Physics with modern physics
کتاب فیزیک دانشگاهی با فیزیک مدرن توسط Young and freedman نوشته شده است. نویسنده در این کتاب اصول اصلی فیزیک و نحوه استفاده از آنها را مطرح می‌کند. علت اصلی محبوبیت این کتاب در میان دانشجویان، وجود مثال‌های کاربردی، منحصر به فرد، گسترده و متفکرانه است؛ بنابراین اگر به دنبال یک کتاب برای آموزش فیزیک عمومی هستید، کتاب فیزیک دانشگاهی با فیزیک مدرن را پیشنهاد می‌کنیم.
6. کتاب physics for scientists and engineers
یکی دیگر از کتاب‌هایی که برای آموزش فیزیک عمومی می‌توانید استفاده کنید، کتاب فیزیک برای محققین و مهندسان است. ریموند سروی در این کتاب انواع مختلفی از مثال‌ها، تمرین‌ها و تصاویر را ارائه کرده تا افراد درک کاملی از فیزیک به دست آورند.
یادگیری فیزیک عمومی با استفاده از جزوه‌ها
جزوه فیزیک عمومی 1 دانشگاه و جمع‌بندی درس فیزیک یکی از بهترین راه‌ها برای مرور مباحث این درست است. با کمک این جزوه‌ها خیلی سریع می‌توانید همه مباحث را مرور کرده و برای امتحانات آماده شوید.
چطور درس فیزیک را به صورت پایه‌ای یاد بگیریم؟
فیزیک یک درس کاملا مفهومی است و باید روابط بین مفاهیم ارائه شده و پدیده‌های واقعی را درک کنید؛ به همین دلیل مفاهیم این درس حفظ کردنی نیستند. برای آموزش فیزیک عمومی راهکا‌رهای مختلفی وجود دارد که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
· قدم اول برای یادگیری مفهومی، جدی گرفتن درس در دانشگاه است. در کلاس‌های درسی انواع مختلفی از مثال‌ها مطرح می‌شود که با حل آنها و با کمک سایر دانشجوها خیلی سریع می‌توانید به مباحث مسلط شوید.
· در قدم بعدی لازم است به انتخاب خود کتاب‌های معرفی شده در بالا را مطالعه کنید. مثال‌های مطرح شده در این کتاب‌ها در درک صحیح فیزیک کمک زیادی می‌کنند.
· اگر به هر دلیلی مباحث را در کلاس یاد نگرفتید، بهترین راهکار مشاهده ویدیو‌های آموزشی در اینترنت است. دوره‌های مختلفی در سطح اینترنت برای فیزیک پایه وجود دارد که یکی از بهترین آنها آموزش فیزیک عمومی 1 دانشگاه شریف است.
اصلی‌ترین و مهمترین مساله در آموزش فیزیک عمومی داشتن علاقه به این درس است. در صورتی که هیچ علاقه‌ای به مباحث فیزیک ندارید، باید زمان زیادی را برای یادگیری مفاهیم اختصاص دهید.
آموزش فیزیک عمومی 1 دانشگاه شریف
مجموعه مکتب خونه برای کمک به دانشجویان و افرادی که علاقه زیادی به این درس دارند، دوره آموزش فیزیک عموی 1 رایگان را منتشر کرده است. این دوره در دانشگاه شریف ضبط شده و کیفیت بسیار بالایی دارد؛ بنابراین اگر به هر دلیلی امکان شرکت در کلاس‌های حضوری را ندارید یا می‌خواهید مباحث فیزیک را به طور کامل یاد بگیرید، توصیه می‌کنیم حتما در این دوره شرکت کنید.
در مکتب خونه علاوه بر آموزش فیزیک عمومی 1، آموزش رایگان فیزیک پایه 2 نیز قرار دارد. این دوره‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که همه مباحث را از مبتدی تا پیشرفته به طور کامل آموزش دهند تا دانشجویان به سایر منابع نیازی نداشته باشند.