คนเก่งคณิตศาสตร์ไม่จำเป็นต้องเก่งฟิสิกส์ (แต่ฝึกได้)

นักเรียนหลายคน หรือแม้กระทั่งผมเองในวัยเด็ก ก็ไม่ชอบฟิสิกส์ อาจเป็นด้วยหลายเหตุผล แต่ผมพยายามมองว่าฟิสิกส์ต่างจากคณิตศาสตร์อย่างไร แล้วมีวิธีคิดอย่างไรให้แก้ปัญหาโจทย์ทางฟิสิกส์ได้ง่ายยิ่งขึ้น

โมเดลรูปภาพ คือ จุดเริ่มต้น

ความต่างอย่างหนึ่งของโจทย์ปัญหาในทางฟิสิกส์ กับโจทย์ทางคณิตศาสตร์ ก็คือ ถ้าคุณไม่สามารถวาดแบบจำลองสถานการณ์ หรือโมเดล หรือจะเรียกว่า free body diagram ขึ้นมาได้ คุณจะแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ได้ยากขึ้น ดังรูป

ปัญหาทางฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ — ขั้นตอนทางคณิตศาสตร์เป็นแค่ส่วนหนึ่งของการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์เท่านั้น สิ่งที่ควรคำนึงมากที่สุดในการแก้ปัญหาโจทย์ฟิสิกส์ ก็คือ วาดแบบจำลองสถานการณ์ออกมาให้ได้ก่อน

จากรูปคุณจำเห็นว่า คำตอบของปัญหาทางคณิตศาสตร์นั้นเหมือนกัน แต่การเลือกตอบคำตอบ เพื่อจุดมุ่งหมายของปัญหาต่างกัน ในทางฟิสิกส์วัตถุเคลื่อนที่ต้องใช้เวลาเสมอ เป็นไปไม่ได้ที่คุณจะตอบว่าวัตถุใช้เวลาเคลื่อนที่ 0 วินาที

แต่ในทางคณิตศาสตร์โจทย์ปัญหามักโผล่มาให้คุณ และถามดื้อๆเลยว่า “แก้ปัญหาให้ฉันหน่อย” และเอาทุกคำตอบที่เป็นไปได้

ในบางครั้งโจทย์ปัญหาทางคณิตศาสตร์ก็ให้มาเป็นข้อความนี่นา

ในบางครั้งโจทย์คณิตศาสตร์ก็ไม่ได้ให้สมการกับคุณมาตรงๆ อาจอยู่ในรูปข้อความในบางครั้ง แต่การตีความปัญหาส่วนใหญ่ทางคณิตศาสตร์ คุณแทบไม่มีความจำเป็นที่จะต้องวาดรูป (อาจวาดกราฟบ้างในบางครั้ง) หากเทียบกับปัญหาในทางฟิสิกส์ ส่วนใหญ่แล้วถ้าไม่วาดรูปที่เกี่ยวข้องกับสถานการณ์ คุณอาจจะแก้โจทย์ปัญหาไม่ได้เลย

จากรูปข้างต้น คุณจะเห็นว่าเมื่อวาดรูปสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องเสร็จเรียบร้อย คุณจะได้เงื่อนไขทางฟิสิกส์มาข้อหนึ่ง ก็คือ การกระจัดของการโยนวัตถุขึ้นแนวดิ่งและตกกลับมาที่เดิมมีค่าเป็น 0 จะเกิดอะไรขึ้น ถ้าคุณไม่วาดมันออกมา

แนวทางแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์

ถ้าอยากแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์เก่งๆ คุณจะต้องฝึกฝนบ่อยๆ และทำตามลำดับขั้นตอนการแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ ดังนี้

วาดโมเดล อาจจะเป็นรูปภาพหรือสถานการณ์ออกมาให้เห็นภาพรวม
เขียนเงื่อนไขที่ได้ หลังจากวาดรูป คุณอาจเห็นเงื่อนไขที่จำกัดของสถานการณ์ดังกล่าว
พิจารณาสมการที่ควรใช้ เงื่อนไขในข้อที่ 2 จะบ่งชี้ให้คุณเองว่า ควรใช้สมการใดในการแก้ปัญหา (ไม่ต้องคิดไปไกล)
คิดเลขตามหลักการทางคณิตศาสตร์ ถึงขั้นตอนนี้ใครๆก็ทำได้ เพราะแค่ปัญหาทางคณิตศาสตร์เท่านั้น
พิจารณาคำตอบว่าสมเหตุสมผลหรือไม่ พร้อมใส่หน่วยกำกับทุกครั้ง

เว็บครูฟิสิกส์ไทยหวังเป็นอย่างยิ่งว่าจะช่วยให้นักเรียนทุกคนสามารถแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ได้อย่างหมูๆ ครับ 🙂