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Prefazione
XI
stati introdotti in seguito ai commenti ed ai suggerimenti avanzati dagli utilizzatori
della precedente edizione e dai revisori del manoscritto. Quello che segue è un
elenco delle novità più importanti contenute in questa edizione.
Migliore integrazione dell’approccio con modelli di analisi alla soluzione dei pro-
blemi.
Gli studenti affrontano centinaia di problemi durante il corso di fisica, le
cui basi sono costituite da un piccolo numero di principi fondamentali. Quando
si trova ad affrontare un nuovo problema, il fisico crea un
modello
del problema
che possa essere risolto in modo semplice identificando il principio fondamentale
applicabile ad esso. Ad esempio, molti problemi riguardano la conservazione dell’e-
nergia, la seconda legge di Newton o le equazioni cinematiche. Poiché il fisico ha
studiato estesamente questi principi e le loro applicazioni, egli applica tali cono-
scenze come modello per la soluzione di un nuovo problema. Benché sarebbe l’i-
deale per gli studenti seguire questa stessa procedura, la maggior parte di essi ha
difficoltà ad acquisire dimestichezza con l’intero spettro di principi fondamentali
disponibili. Per gli studenti è più semplice identificare una
situazione
piuttosto che
un principio fondamentale.
L’
approccio con modelli di analisi
su cui focalizziamo l’attenzione si basa su un
insieme standard di situazioni che compaiono nella maggior parte dei problemi
di fisica. Tali situazioni sono riferite a un’entità appartenente a uno di quattro
modelli semplificati: punto materiale, sistema, corpo rigido e onda. Una volta
identificato il modello semplificato, lo studente pensa a cosa l’entità sta facendo
o a come interagisce con il suo ambiente. Questo lo conduce ad identificare un
determinato Modello di Analisi per il problema. Ad esempio, se un oggetto sta
cadendo, esso è riconosciuto come un punto materiale sottoposto a un’accelera-
zione dovuta alla gravità che è costante. Lo studente ha appreso che il modello di
analisi
punto materiale sottoposto ad accelerazione costante
descrive questa situazione.
Inoltre, questo modello ha un piccolo numero di equazioni associate da usare
per dare inizio alla soluzione del problema, le equazioni cinematiche presen-
tate nel Capitolo 2. Pertanto, la comprensione della situazione ha condotto a un
modello di analisi, che ha poi indicato un piccolissimo numero di equazioni per
dare inizio alla soluzione del problema piuttosto che ricorrere alla miriade di
equazioni che gli studenti vedono nel testo. In questo modo, l’uso dei modelli di
analisi porta lo studente a identificare il principio fondamentale. Con l’acquisi-
zione di un’esperienza sempre maggiore, lo studente farà sempre meno ricorso
all’uso dei modelli di analisi e comincerà a identificare direttamente i principi
fondamentali.
Per meglio integrare l’approccio con modelli di analisi in questa edizione, al ter-
mine di ogni paragrafo che introduce un nuovo modello di analisi è stato inserito
un
box descrittivo “Modello di analisi”
. Questo elemento ricapitola il modello di
analisi introdotto nel paragrafo e fornisce esempi dei tipi di problemi che lo stu-
dente potrebbe risolvere adoperando tale modello di analisi. Questi box fungono
da “rinfrescata” prima che lo studente veda i modelli di analisi in uso negli esempi
svolti relativi a un dato paragrafo.
La risoluzione degli esempi svolti nel testo che utilizzano i modelli di analisi
integrano l’approccio con modelli di analisi alla soluzione dei problemi. L’approc-
cio è ulteriormente rafforzato nel sommario di fine capitolo con il titolo
Modelli di
analisi per la soluzione dei problemi
.
Tutorial con modelli di analisi.
John Jewett ha sviluppato 165 tutorial che rafforzano
le abilità di soluzione dei problemi degli studenti guidandoli passo passo nel pro-
cesso di risoluzione dei problemi. Importanti passaggi iniziali comprendono la for-
mulazione di previsioni e la focalizzazione su concetti fisici prima di risolvere il
problema quantitativamente. Una componente critica di questi tutorial è la scelta
di un adeguato modello di analisi per descrivere cosa sta accadendo nel problema.
Questo passaggio consente agli studenti di fare l’importante associazione tra la
situazione presentata nel problema e la sua rappresentazione matematica. I tuto-
rial con modelli di analisi includono un feedback significativo ad ogni passaggio
per aiutare gli studenti a fare pratica nella procedura di risoluzione dei problemi