Cómo hacer estimaciones de física ridículas en Cambridge Un nivel de física

No estoy familiarizado con el curso de Física de nivel A de Cambridge, así que no estoy seguro de si realmente se le pide que calcule estas cantidades, o si los detalles deben proporcionarse en la pregunta / libro de datos. Sin embargo, la capacidad de estimar este tipo de cantidad es increíblemente útil, por lo que vale la pena desarrollarla.

Usualmente, la mejor estrategia para estimar es:

1. Sube con algunos puntos de referencia conocidos.
2. Utilícelos para establecer límites superiores e inferiores en la cantidad de interés .
3. Interpolar para obtener una mejor estimación.

Tomemos la masa de una pelota de cricket, como su primer ejemplo. Puedo visualizar recogiendo una masa de laboratorio de 1 kg, pero estoy bastante seguro de que no sería capaz de lanzarla a lo largo de un campo de cricket; Eso me da un límite superior de 1 kg. Por otro lado, sé que una manzana tiene un peso de aproximadamente 1 N, por lo que una masa de aproximadamente 100 g. Una pelota de cricket es más pesada que una manzana, pero no mucho, así que tengo un límite inferior de 100 g. Sospecho que la pelota de cricket está más cerca de la manzana que de la masa del laboratorio, así que estimemos una masa de 300 g.

De hecho, la masa de una pelota de cricket es de aproximadamente 160 g, por lo que estaba fuera por un factor de 2. Eso no es malo para una estimación, y al menos me da algo que puedo usar en un cálculo.

Si alguna vez se le pide que haga una estimación en un examen o entrevista, el propósito generalmente es demostrar que tiene cierta intuición para las cantidades físicas. El examinador / entrevistador sabe que solo puede buscar los números que necesita, pero aún así es importante poder ver la respuesta que recibe y tener una idea de lo sensible que es.

Gracias por la A2A.

No veo lo que es ridículo acerca de estas preguntas.

Debería saber dos de ellos: vea la constante de gas para el último (simule que el aire es nitrógeno puro para una estimación).

Una pelota de cricket cabría en una caja de aproximadamente 7 cm en cubos (343, casualmente en m / s, esta es la velocidad del sonido en el aire). Pero flota, muy a mano. Reducir a la mitad que para obtener 170 gramos como una estimación.

Un transportador triangular tiene un lado largo de unos 15 cm (marcas de 7 cm en cada dirección) Llámelo 100 cm ^ 2 para mayor comodidad. ¿Espesor? Llámelo 1mm = 0.1cm, entonces el volumen es 10cc. ¿Densidad? Algunos flotadores de plástico, otros no. Solo usa 1. Entonces 10 gramos. La misma estimación se aplica a un transportador de forma D más grueso (con un orificio).

¿Cabeza humana? Altura – llámalo 25cm. Ancho, 15cm. Profundidad, 20cm (para facilitar el cálculo). Una multiplicación recta da 7500cc. Eso parece demasiado (las mandíbulas no miden 15 cm de ancho, los cráneos no son cuboides, etc.). Se supone que los cerebros humanos tienen más de un litro (1200 cc, supongo que son hombres y mujeres promedio, sorprendentemente, ¿quizás lo leí en algún momento?). Cinco litros – 5000cm ^ 3 parece una estimación razonable.

Así es como lo hago. La alternativa es llenar un balde con agua, preferiblemente ni demasiado frío ni demasiado caliente, sino hasta el borde, luego invertir su cabeza en el balde (pro-tip: haga esto afuera o en un lugar con un drenaje adecuado). Luego vea cuánta agua ha desplazado rellenando el balde hasta el borde, usando tazas medidoras de cocina. (Pro-tip 2: si tiene ganas de gritarle a Eureka en algún momento, espere hasta que su cabeza haya sido retirada del cubo).

Están buscando la capacidad de resolución de problemas. Para calcular la masa, haga algunas suposiciones sobre las dimensiones y la densidad y trabaje desde allí: el transportador es particularmente fácil, ya que puede elegir cualquier dimensión y material que desee. Así, por ejemplo, podría elegir un transportador que sea un cemicírculo de 10 cm, 2 mm de espesor, hecho de acero de densidad de 8,000 kg / metro cúbico.

Para la velocidad del sonido, necesita un cronómetro, un buen mapa y un cañón (o cualquier otra cosa que haga un ruido fuerte al emitir una señal visible). Para la densidad del aire, puede usar un tanque de agua, un contenedor de paredes rígidas huecas de volumen conocido y algunos pesos. Y así.

Esas son preguntas bastante básicas que prueban cómo se puede aplicar la Física básica a la vida diaria, cómo pesan las cosas. Debería haber hecho Práctico antes, así que supongo que está familiarizado con pesas de 10 gy 50 g. En realidad aceptan de 5g a 50g para el transportador. Y la velocidad del sonido en el aire puede ser desde ~ 340m / s.

Se pueden estimar muchos artículos no diarios a partir de magnitudes conocidas.

No quiero ser desagradable, pero deberían ser bastante fáciles si tiene la capacidad de aplicar realmente cualquiera de los trabajos que ha aprendido. No tenía diez años particularmente impresionantes en la escuela, pero podría haber estimado cualquiera de estos a esa edad tan rápido como podría escribirlos.

• Bueno, siempre se nos dice que una manzana pesa un Newton, por lo que una primera estimación sería hacer que el peso de una pelota de cricket sea igual. Así que eso es alrededor de 100 gramos. Es un poco más grande para que puedas decir 200 gramos. O considera que el diámetro y la densidad aplican la fórmula para encontrar el volumen de una esfera. La respuesta parece más o menos igual a la manzana estimada.
• Velocidad del sonido en el aire: ese es el tipo de cosas que necesita saber si va a poder usar la física para cualquier cosa. Todo tipo de cosas como la velocidad de las aerolíneas y las balas de pistola están estrechamente relacionadas. También calculando a qué distancia se encuentra un rayo o una explosión por el retardo entre el destello y la explosión. Solo lo que la gente espera que puedas hacer si tienes un GCSE en Física. Es 340 m / s, 750 mph o alrededor de 1100 fps, dependiendo de la temperatura y la presión.
• volumen en cm3 de una cabeza adulta de una persona: al igual que la manzana, todo lo que necesita hacer es adivinar el tamaño de un objeto familiar en cm, adivinar una densidad y la capacidad de multiplicarse. Entonces, ¿qué tan grande es una cabeza? ¿Tal vez 25 cm x 20 cm x 20 cm? Tu invitado es tan bueno como el mío. Entonces, ¿qué es 25x 20 x 20? ¿Es 10000? 10000 centímetros cúbicos? 10 litros? ¿Cuál es la densidad? Bueno, sabemos que en una piscina flotan las cabezas, así que un poco menos que el agua (que es de 1 gramo por centímetro cúbico), digamos 0.8. Así que multiplique 10 por 0.8 y obtendremos una estimación en kilogramos: alrededor de 8 kg. Tal vez un poco menos porque las cabezas no tienen forma de cubo, por lo que podríamos decir 5 kg. [solo lo busqué en Google – peso humano cabeza – 5kg así que no es una mala suposición]. Lo mismo se aplica a muchas suposiciones: necesitas tener un poco de conciencia del mundo que te rodea (cuántos centímetros de altura tiene una cabeza o una manzana) y algo de aritmética simple.