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La Fisica
Settori della fisica
Sotto-sezioni

La Fisica

Il termine Fisica proviene dal greco: φυσις (physis = natura): la fisica è la scienza che studia la natura e i fenomeni naturali. In particolare la fisica studia le leggi che governano la natura, aiutandosi con i modelli matematici.

L'oggetto di studio principale della fisica sono le grandezze fisiche, le loro caratteristiche e le relazioni che esistono tra loro; tali relazioni prendono il nome di leggi fisiche.

Le grandezze fisiche sono molto numerose, e ancor più numerose sono le leggi che le mettono in relazione tra loro; per mettere un po' d'ordine si cerca di dividere la fisica in settori più specifici, che dipendono dai fenomeni naturali studiati: la meccanica, la termologia, l'elettromagnetismo, ecc… Tuttavia esistono grandezze che compaiono un po' ovunque e anzi sono molto utili per vedere le connessioni tra i vari settori.
Una tra le più importanti grandezze unificanti è l'Energia, intesa come la capacità di un corpo di compiere lavoro o di fornire calore: in ogni processo fisico l'energia totale si conserva, e il lavoro e il calore sono modi di trasferire energia da una parte ad un'altra oppure da una forma ad un'altra.

Iniziare a studiare la fisica partendo da cos'è l'energia e analizzando quali sono i suoi modi in cui si manifesta in natura può esser utile per collegare tra loro tutti settori della fisica.

« Non basta guardare, occorre guardare con occhi
che vogliono vedere, che credono in quello che vedono »

G. Galilei

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Settori della fisica

Ecco un elenco degli argomenti di fisica studiati nelle scuole superiori (con eventuali link alle pagine del sito) diviso per settori:

Meccanica classica

• Studia le leggi del movimento dei corpi e analizzandone le cause e le conseguenze (clicca qui);.
• L'energia si manifesta come energia cinetica ed energia potenziale (gravitazionale ed elastica), legate al lavoro compiuto dalle forze su un corpo.
• Si compone di:
  • Cinematica, che studia il moto dei corpi.
  • Dinamica, che studia le cause del moto.
  • Fluidodinamica, che studia il movimento dei fluidi (liquidi e gas).

La Dinamica è la parte principale della meccanica classica, descrive l'azione di Forze e trasformazioni di Energia, per determinare le cause del moto e della rotazione dei corpi.

Ottica e meccanica ondulatoria

• Studia il fenomeno delle onde che si propagano nello spazio.
• L'energia si manifesta come proprietà caratteristica trasportata da un'onda.
• Comprende lo studio delle onde sonore e luminose.

Termologia

• Studia il calore e le trasformazioni che interessano scambi di calore tra corpi (clicca qui).
• L'energia si manifesta come energia interna, legata alla temperatura e alle caratteristiche fisiche di un corpo.
• Coinvolge:
  • la Termometria, che si occupa della misurazione indiretta della temperatura dei corpi.
  • le Trasformazioni fisiche dovute alla variazione di temperatura, volume e pressione.
  • la Calorimetria, che studia il Calore e i suoi effetti sui corpi.
  • la Termodinamica, che studia il trasferimento di calore e le macchine termiche.

Elettromagnetismo

• Studia i fenomeni che interessano campi elettrici e campi magnetici, e le loro reciproche interazioni.
• L'energia si manifesta come energia cinetica e potenziale (elettrica) delle singole particelle.
• È suddiviso in:
  • Elettrostatica, che descrive il comportamento di cariche elettriche e campi elettrici.
  • Elettrodinamica, che descrive cariche in movimento e correnti elettriche.
  • Magnetismo, che studia i campi magnetici e le interazioni con le correnti elettriche.
  • Elettromagnetismo generale, che studia la reciproca influenza tra campi elettrici e magnetici in movimento.

Meccanica relativistica

• Studia le leggi del movimento in situazioni ben lontani dal quotidiano, in particolare con velocità molto elevate o campi gravitazionali molto intensi.
• L'energia si manifesta come una proprietà naturale della materia.
• Si divide:
  • in Relatività speciale (o ristretta), che studia il moto dei corpi in situazioni confrontabili con la velocità della luce.
  • Relatività generale, che studia la meccanica anche in presenza di campi gravitazionali molto intensi.

Fisica quantistica

• Studia i fenomeni da un punto di vista discreto, in cui le grandezze fisiche assumono valori multipli di valori minimi di base, i quanti.
• Si basa sul fatto che non è possibile determinare con precisione ogni variabile di un sistema, per cui si segue un approccio probabilistico.
• L'energia si manifesta come una grandezza quantizzata, coniugata al tempo.

« Un buon esempio sul fatto che il tempo è relativo:
provate a passare mezz'ora con una bella ragazza
e mezz'ora seduti su una stufa accesa…
in uno dei due casi il tempo vi sembrerà più lungo! »

Albert Einstein

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Sotto-sezioni presenti in questa introduzione

Questa sezione introduttiva della Fisica contiene pagine che descrivono e spiegano i seguenti argomenti:

Grandezze - La misura - I Vettori