Hvilke matematiske begreper trengs for å forstå fysikktimer på høyskolenivå?

Fysikk beskriver verden i form av matematikk. Selv om du ikke har tenkt å ta noen fysikktimer på college forbi introduksjonsnivået, må du forstå noen matematiske begreper - algebra, geometri og trigonometri - for å holde tritt med klasse. Og hvis du planlegger å ta fysikk eller på annen måte fortsette din fysikkutdannelse, trenger du også god forståelse av høyere matematiske begreper.

Algebra er en helt essensiell byggestein for de matematiske ferdighetene du trenger på et høyskolefysikkurs. Det gir en introduksjon til ideene til variabler og konstanter, samt ideene om å manipulere og løse både lineære og kvadratiske ligninger. Lineær algebra er spesielt nødvendig for å løse systemer av lineære ligninger og uttrykke dem som matriser eller vektorer. Algebra er også nødvendig for å forstå analytisk geometri, som studerer geometriske objekter som plan og kuler ved bruk av algebraiske ligninger.

Fysikk er studiet av objekter og bevegelse gjennom rom og tid; geometri, som er grenen av matematikk viet til egenskaper av rom og former, er viktig. Fysikkstudenter skal være kjent med begreper todimensjonal euklidisk geometri, og gi dem forståelse av begreper som kongruens, likhet og symmetri, så vel som analytisk geometri, inkludert vektorer i kartesisk, polær og sfærisk koordinater. Trigonometri, som begynner med studiet av riktige trekanter og fortsetter til studiet av trigonometriske funksjoner sin, cos og tan, er spesielt nødvendig for å finne komponentene i vektorer.

Mange høyskoler tilbyr en fysikktime for ikke-vitenskapelige hovedfag som ikke krever kalkulator. Hvis du ikke har tenkt å ta flere timer i fysikk, fungerer fysikk uten kalkulator som en god introduksjon til de grunnleggende begrepene. Imidlertid er det mange begreper i fysikk som ikke kan forstås helt uten å forstå den underliggende matematikken. Kalkulator er nødvendig for en nøyaktig definisjon av begrepet "arbeid", samt for å beskrive kinematikk og mange andre aspekter av dynamikken. Selv i fysikkurs for ikke-hovedfag, skal studentene ha en god forståelse av algebra, geometri og trigonometri.

Med innføringen av kvantemekanikk i fysikk ble sannsynlighetsfeltet plutselig viktig på en måte som det ikke hadde vært tidligere. Studenter som planlegger å ta fysikkurs på høyere nivå, vil oppdage at de trenger forståelse for sannsynligheten for å utforske kvantefysikk. I tillegg kan mange fysikkproblemer ikke løses nøyaktig i lukket form, og krever matematiske tilnærmingsmetoder, som utvidelser av kraftserier og integrering av sadelpunkt.