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Introduzione


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.

La grandezza unificante nella fisica è l'Energia, intesa come la capacità di un corpo di compiere lavoro o di fornire calore: in ogni processo fisico l'energia si conserva, e il lavoro e il calore sono modi di trasferire energia da una forma ad un'altra.
A sua volta l'energia si esplicita per mezzo dell'azione di una o più forze, ed esse influenzano direttamente i corpi su cui agiscono.

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 tutte le discipline fisiche.


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

G. Galilei


Nelle superiori lo studio della fisica si divide a seconda dei fenomeni naturali studiati:

Meccanica classica

  • Studia le leggi del movimento dei corpi e analizzandone le cause e le conseguenze.
  • 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 forze e l'energia, come cause del moto.
    • Fluidodinamica, che studia il movimento dei fluidi (liquidi e gas)

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 tra corpi diversi 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, elettromagnetica e potenziale (elettrica);
  • 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;
  • 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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Costanti fisiche - Vettori - Grandezze