Voorbereiden op de Japanse Common Test: natuurkunde en basisnatuurkunde

De University Entrance Common Test (大学入学共通テスト, meestal gewoon 共通テスト) is het gezamenlijke toelatingsexamen in de eerste ronde voor Japanse universiteiten, opgesteld door het National Center for University Entrance Examinations (大学入試センター). De zitting van 2027 is op 16 en 17 januari 2027, en de natuurwetenschappen zijn op de tweede dag.

Natuurkunde komt die dag twee keer voor. 『物理』 (natuurkunde) is een eigen vak. 「物理基礎」 (basisnatuurkunde) is een van de vier onderdelen binnen het gecombineerde vak basisnatuurwetenschappen. Deze gids behandelt beide, omdat het natuurkunde-examen voortbouwt op basisnatuurkunde en de Physics Zen-route Common Test: natuurkunde beide oefent. Physics Zen biedt onafhankelijke oefening in examenstijl. Het is geen officieel materiaal en niet verbonden aan het National Center.

Hoe het examen eruitziet

Het document van het National Center over vakken en vraagvorm voor 2027 (出題教科・科目の出題方法等) noemt twee aparte natuurwetenschappelijke vakken waarin natuurkunde zit.

『物理』 (natuurkunde). 100 punten in 60 minuten, over de hele bovenbouwcursus 物理.

『物理基礎／化学基礎／生物基礎／地学基礎』 (basisnatuurwetenschappen). Eén vak met vier onderdelen: basisnatuurkunde, basisscheikunde, basisbiologie en basisaardwetenschappen. Je maakt er twee van de vier in één zitting van 60 minuten, elk 50 punten, in de volgorde en met de tijdsverdeling die je zelf kiest.

Bij de aanmelding geef je op of je één of twee natuurwetenschappelijke vakken maakt, en dat bepaalt je begintijd op 17 januari: volgens de examengids 2027 van 9.30 tot 11.40 uur voor twee vakken en van 10.40 tot 11.40 uur voor één. Welke vakken je überhaupt nodig hebt, bepalen de universiteiten waar je je aanmeldt, dus hun toelatingsvoorwaarden (募集要項) geven de doorslag.

Elk antwoord wordt op een antwoordblad gemarkeerd. Het beleid voor het opstellen van vragen 2027 (問題作成方針) zegt dat vragen meerkeuzevragen zijn of beantwoord worden met getallen of symbolen, en dat gekoppelde vragen kunnen voorkomen, waarbij de antwoorden op opeenvolgende vragen worden gecombineerd en meer dan één combinatie goed telt. Voor natuurkunde, in een passage die ook voor scheikunde, biologie en aardwetenschappen geldt, vraagt hetzelfde beleid om resultaten van waarnemingen en experimenten met wiskundige methoden te analyseren en te interpreteren, en om te redeneren over materiaal dat kandidaten nog niet kennen, met aandacht voor de inhoud van basisnatuurkunde. In de praktijk: de situatie lezen, de natuurkunde erin vinden, rekenen en dan kiezen.

De examens van 2026, vraag voor vraag

Het National Center publiceert alle oude examens met de antwoordsleutel, met de punten per antwoord. Het natuurkunde-examen van 2026 had vier grote vragen (大問) van elk 25 punten en 22 antwoordvakken. Basisnatuurkunde had er drie, van 16, 16 en 18 punten, met 14 antwoordvakken. Dit is wat elke vraag vroeg en waar die in de route terechtkomt.

Twee patronen vallen op. De natuurkunde in elke vraag is gewone natuurkunde uit het programma, en het meeste daarvan kun je oefenen tot het vanzelf gaat. En het examen verpakt die natuurkunde in een experiment, een gesprek of een grafiek die je eerst moet lezen voordat een formule iets oplevert. De route traint het eerste deel. Oude examens trainen het tweede.

Wat de Physics Zen-route bevat

Achtenvijftig vaardigheden, gegroepeerd in dezelfde zes eenheden als op de routepagina. Opgaven gebruiken $g = 9.8\,\mathrm{m/s}^2$.

Basisnatuurkunde: beweging en energie (12 vaardigheden). Eenparige beweging, eenparig versnelde beweging en vrije val; wetten van Newton, wrijving en het hellend vlak; arbeid, kinetische en potentiële energie, behoud en vermogen; dichtheid en druk, en opwaartse kracht.

Natuurkunde: verschillende bewegingen (14 vaardigheden). Horizontale en schuine worpen; impuls en stoot, behoud van impuls, elastische botsingen, de restitutiecoëfficiënt en het massamiddelpunt; eenparige cirkelbeweging, middelpuntzoekende kracht en gravitatie, inclusief gravitatie-energie en ontsnappingssnelheid; veren, slingers en energie bij harmonische trillingen; en het moment van een kracht voor het evenwicht van een star lichaam.

Warmte en gassen (5 vaardigheden). Soortelijke warmte, faseovergangen, de gaswetten met kinetische gastheorie (druk uit de beweging van moleculen, $\tfrac{3}{2}kT$, inwendige energie van een eenatomig gas), de eerste hoofdwet van de thermodynamica, en warmtemotoren en rendement.

Golven (9 vaardigheden). Golfsnelheid, golfgrafieken en interferentie, het elektromagnetisch spectrum, geluid en dopplereffect, staande golven en terugkaatsing aan een vast en een los uiteinde, terugkaatsing en breking, lenzen en spiegels, dubbelspleet- en dunnelaaginterferentie, en buigingstralies.

Elektriciteit en magnetisme (13 vaardigheden). Lading, veld en potentiaal; de wet van Ohm, serie en parallel (inclusief een meter ombouwen tot stroom- of spanningsmeter met een shunt of voorschakelweerstand), vermogen en de wetten van Kirchhoff met inwendige weerstand; condensatoren, hun schakelingen en een condensator in een gelijkstroomnetwerk; het veld van een stroom, de magnetische kracht op een draad en op een bewegende lading, inductie, wisselstroom en transformatoren, en zelfinductie en wederzijdse inductie met reactantie, impedantie en resonantie.

Atomen (5 vaardigheden). Fotonen en het foto-elektrisch effect, materiegolven en röntgenstraling, atomaire energieniveaus, radioactief verval en massa-energie.

Vierentwintig opgaven in de route zijn in de stijl van de Common Test geschreven, en de meeste vragen het antwoord in de cijfervakjes van het examen, in de vorm ア.イ × 10^ウ, zodat twee significante cijfers een gewoonte worden. Elke vaardigheid genereert bij elke poging nieuwe waarden, de controle is direct en een volledige uitwerking opent zodra je hebt geantwoord. De theorie bij de vaardigheid staat op één tik afstand van de opgave. Vijf beheersingsniveaus per vaardigheid bepalen wanneer je ermee klaar bent. De route is Premium; het onderwerp Kinematica is helemaal gratis, en de app werkt op iPhone en Android.

Wat de route niet doet

Het is goed om de gaten te kennen, want de examens van 2026 raakten er meerdere: de comptonvraag, de stralingseenheden, een combinatie van het type "kies alle juiste" in 第1問 van natuurkunde en twee vragen in basisnatuurkunde waarin je de juiste grafiek kiest.

Inhoud die niet geoefend wordt: halfgeleiders en de pn-overgang, de specifieke lading van het elektron en het experiment van Millikan, het comptoneffect, elementaire deeltjes, stralingseenheden zoals de sievert en het doordringend vermogen, de benadering van cirkelbeweging met de centrifugale kracht, kantelvoorwaarden, de brug van Wheatstone en de verhouding uit de derde wet van Kepler. Leer die uit je leerboek en uit oude examens.

Vormen die niet geoefend worden: de juiste grafiek uit meerdere grafieken kiezen, combinaties van het type "kies alle juiste beweringen", antwoorden als uitdrukking in gegeven letters, en lange experimenten op basis van meetgegevens. Op het examen kies je een optienummer uit een lijst die acht of meer keuzes kan hebben; de meeste opgaven in de route bieden er vier.

Bewust weggelaten: rotatiedynamica, rotatie-energie, stroming en RC-tijdconstanten worden elders in de app behandeld, maar staan niet in het nationale curriculum voor natuurkunde en zitten daarom niet in deze route.

En het is geen proefexamen. Jezelf op 60 minuten echte vragen klokken is een apart karwei, en de oude examens zijn daarvoor het juiste materiaal.

Twaalf weken tot 17 januari

Vanaf de laatste week van oktober blijven er twaalf weken over. Start je begin november, dan heb je er ongeveer tien: geef de eenheid basisnatuurkunde één week in plaats van twee, en golven ook één week in plaats van twee. Hier is het plan week voor week.

Week 1 en 2: beweging en energie uit de basisnatuurkunde. Twaalf vaardigheden. Snel klaar als je basis goed zit, maar sla het niet over: het natuurkunde-examen gaat van elk ervan uit, en wie basisnatuurkunde doet, wordt er rechtstreeks op getoetst.

Week 3 en 4: verschillende bewegingen. Veertien vaardigheden en de zwaarste eenheid van het natuurkunde-examen. De restitutiecoëfficiënt en de energie die bij een botsing verloren gaat, verdienen extra tijd: in 2026 was er een hele vraag van 25 punten op gebouwd.

Week 5: warmte en gassen. Vijf vaardigheden. Werk een kringproces in een pV-diagram door tot je bij elke stap kunt zeggen welke van warmte, arbeid en verandering van inwendige energie nul is.

Week 6 en 7: golven. Eerst de golfgrafieken: een y-x-grafiek en een y-t-grafiek lezen zonder ze te verwarren. Daarna staande golven, doppler, breking en de verschillende vormen van interferentie.

Week 8 en 9: elektriciteit en magnetisme. Dertien vaardigheden. Een geladen deeltje dat eerst een elektrisch en dan een magnetisch veld doorkruist, combineert twee vaardigheden in één vraag, zoals in 2026; oefen beide tot elk ervan routine is.

Week 10: atomen. Vijf vaardigheden. Schrijf daarna de lijst uit het vorige deel op en werk elk punt af met je leerboek.

Week 11 en 12: oude examens. Maak de examens van het National Center in 60 minuten: natuurkunde, of basisnatuurkunde samen met je tweede basisonderdeel. Ga na elk examen terug naar de vaardigheden die je punten kostten.

Afspraken die ertoe doen

Cijfervakjes. Veel numerieke antwoorden horen in vakjes zoals ア.イ × 10^ウ. Rond pas helemaal aan het eind af op twee significante cijfers, en controleer dat in het exponentvakje de macht van tien staat die je echt hebt.

Letters blijven letters. Als het examen de valversnelling als $g$ schrijft, zoals de ijsbergvraag van basisnatuurkunde in 2026, is het antwoord een uitdrukking in $g$, geen getal. De route vraagt getallen, dus houd de symbolische gewoonte apart bij met oude examens.

Eenheden. Kelvin in elke gasberekening, elektronvolt en joule uit elkaar houden in de atoomfysica, en de geluidssnelheid gebruiken die de opgave geeft, niet de waarde die je onthouden hebt.

Lees elke optie. Bij gekoppelde vragen en gecombineerde antwoorden redt een juiste eerste helft een foute tweede helft niet.

Natuurkunde of basisnatuurkunde?

Dat beslissen je universiteiten. Basisnatuurkunde is de helft van een zitting van 60 minuten die je deelt met een ander basisvak; natuurkunde is een volledig uur op zichzelf. Doe je alleen basisnatuurkunde, dan is de eerste eenheid van de route je kern, samen met soortelijke warmte, faseovergangen, golfsnelheid, golfgrafieken en staande golven, de wet van Ohm, serie- en parallelschakelingen en vermogen, transformatoren, het elektromagnetisch spectrum, radioactief verval en massa-energie. Doe je natuurkunde, gebruik dan de hele route.

Voor de wiskunde-examens van dezelfde Common Test heeft Math Zen een bijbehorende gids over de wiskunde-examens van de Common Test. Als de dopplervraag je zorgen baart, behandelen de uitgewerkte voorbeelden bij het dopplereffect de keuze van de tekens. En als het probleem eerder het leren is dan de stof, begin dan met natuurkunde effectief leren en kom daarna terug naar de route.