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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


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