La physique décrit le monde en termes mathématiques. Même si vous n'envisagez pas de suivre des cours de physique au collège après le niveau d'introduction, vous devrez comprendre certains concepts mathématiques -- ceux de l'algèbre, de la géométrie et de la trigonométrie -- pour suivre le rythme classer. Et si vous envisagez de vous spécialiser en physique ou de poursuivre vos études en physique, vous aurez également besoin d'une bonne maîtrise des concepts mathématiques supérieurs.
Algèbre
L'algèbre est un élément absolument essentiel pour les compétences mathématiques dont vous aurez besoin dans un cours de physique au collège. Il fournit une introduction aux notions de variables et de constantes, ainsi qu'aux notions de manipulation et de résolution d'équations linéaires et quadratiques. L'algèbre linéaire est nécessaire en particulier pour résoudre des systèmes d'équations linéaires et les exprimer sous forme de matrices ou de vecteurs. L'algèbre est également nécessaire pour comprendre la géométrie analytique, qui étudie des objets géométriques tels que des plans et des sphères à l'aide d'équations algébriques.
Géométrie/Trigonométrie
La physique est l'étude des objets et du mouvement à travers l'espace et le temps; la géométrie, qui est la branche des mathématiques consacrée aux propriétés de l'espace et des formes, est vitale. Les étudiants en physique doivent être familiarisés avec les concepts de la géométrie euclidienne bidimensionnelle, ce qui leur permet de comprendre les concepts comme la congruence, la similitude et la symétrie, ainsi que la géométrie analytique, y compris les vecteurs en cartésien, polaire et sphérique coordonnées. La trigonométrie, qui commence par l'étude des triangles rectangles et se poursuit jusqu'à l'étude des fonctions trigonométriques sin, cos et tan, est particulièrement nécessaire pour trouver les composantes de vecteurs.
Calcul
De nombreux collèges offrent un cours de physique pour les majors non scientifiques qui ne nécessite pas de calcul. Si vous n'avez pas l'intention de suivre d'autres cours de physique, alors la physique sans calcul constitue une bonne introduction aux concepts de base. Cependant, il existe de nombreux concepts en physique qui ne peuvent être pleinement compris sans comprendre les mathématiques sous-jacentes. Le calcul est nécessaire pour une définition précise du concept de « travail », ainsi que pour décrire la cinématique et de nombreux autres aspects de la dynamique. Même dans les cours de physique pour les non-majors, les étudiants doivent avoir une solide connaissance de l'algèbre, de la géométrie et de la trigonométrie.
Autres concepts mathématiques
Avec l'introduction de la mécanique quantique dans la physique, le domaine des probabilités est soudainement devenu important d'une manière qu'il ne l'avait jamais été auparavant. Les étudiants qui envisagent de suivre des cours de physique de niveau supérieur découvriront qu'ils ont besoin d'une compréhension des probabilités pour explorer la physique quantique. De plus, de nombreux problèmes de physique ne peuvent pas être résolus exactement sous une forme fermée et nécessitent des méthodes mathématiques d'approximation, telles que les développements en séries entières et l'intégration de points-selles.
