Nulla salta da un luogo a un altro dello spazio senza qualcosa che lo trasporti. Se vediamo un bambino che gioca sulla spiaggia, è solo perché fra lui e noi c’è questo lago di linee vibranti che porta fino a noi la sua immagine. Non è meraviglioso il mondo?
Carlo Rovelli

Tra le branche della fisica la meccanica è quella che studia il moto dei corpi e si divide in tre principali aree: cinematica, dinamica e statica. Le sue origini sono molto antiche perché sono connesse alla vita dell'uomo sulla terra.

Da sempre alla base della conoscenza umana sta il cercare di capire il funzionamento del mondo che li circonda e in che misura l'energia può essere piegata a nostro vantaggio, e tuttora la fisica continua a cercare delle risposte ai fenomeni naturali del nostro universo. La fisica è da sempre connessa con il mondo reale ed è una scienza più antica sia della chimica che della biologia.

Data la forte connessione con la realtà, la meccanica classica spiega diversi fenomeni della vita quotidiana. Proprio per questo è materia fondamentale del programma scolastico, per lo studio della fisica.

Prima di iniziare un qualsiasi percorso di studi, devi essere a conoscenza del fatto ci sono proprietà della fisica che non puoi non conoscere, nemmeno con un corso fisica cagliari. Scoprile tutte!

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Le branche della fisica

Fin dai tempi antichi gli esseri umani osservano i fenomeni della natura per poterli sfruttare a proprio vantaggio. La storia della fisica è quindi molto antica, come avrai modo di scoprire con le lezioni di fisica liceo scientifico e non solo.

Nell'Antica Grecia le percezioni sul movimento sono diventate l'oggetto di studi sistematici. I grandi studiosi dell'epoca cercavano delle spiegazioni sui fenomeni della vita quotidiana. La filosofia rimane la scienza di riferimento in questo periodo, ma allo stesso tempo si gettano le basi per la nascita delle scienze odierne dati da: biologia, matematica, chimica, fisica, ecc.

Quanti tipi di fisica conosci?
Da sempre gli esseri umani cercano, attraverso la fisica, un metodo per carpire i segreti del cosmo.

Nel Rinascimento gli studi cominciarono a focalizzarsi sulle teorie che governano l'universo attraverso l'osservazione e la sperimentazione. Nicolò Copernico rivoluzionò il sistema aristotelico, affermando che il Sole e non la Terra fosse al centro dell'universo.

Dalla sua teoria eliocentrica si svilupparono gli studi di Galileo Galilei che diede ulteriore impulso all'astronomia.

Con la pubblicazione dei Principi matematici di filosofia naturale, Isaac Newton gettò le basi della meccanica classica con le leggi sulla dinamica e la legge di gravitazione universale.

Grazie alla fisica classica, la meccanica ha potuto svilupparsi nel XX secolo facendo passi da gigante portando alla meccanica relativistica di Albert Einstein e a quella quantistica. Senza i grandi fisici del passato e del presente agenzie quali la NASA non esisterebbero!

Rami della fisica: cosa studia la meccanica?

Uno dei principali argomenti del programma di fisica alle superiori è la meccanica classica. Ma quali sono i concetti base della meccanica? Questa branca della fisica studia dati delle proprietà meccaniche degli oggetti e i suoi comportamenti, determinando fattori specifici come la forza, l'accelerazione, la posizione e la velocità dei corpi.

Grazie a questa scienza possiamo capire quali leggi regolano qualunque tipo di moto, come quello del flusso sanguigno, dei pianeti o delle placche tettoniche.

La meccanica si divide in tre aree: classica, relativistica e quantistica. Quella classica studia gli eventi naturali della vita di tutti i giorni. Quella relativista si occupa dei corpi che possiedono una velocità simile a quella della luce, quella quantistica analizza i moti all'interno dell'atomo.

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Branche della fisica classica: cosa studia la cinematica?

La cinematica, è una branca della fisica alla base dello studio sul moto dei corpi, senza analizzarne le cause. In particolare, la fisica cinematica si interessa alla velocità, all'accelerazione e allo spostamento di un corpo, senza prendere in considerazione le forze fisiche applicate ad esso o la sua massa.

Si concentra su diversi tipi di moto, come il moto circolare e lineare, il moto rettilineo uniforme e il moto rettilineo uniformemente accelerato. Si divide in cinematica scalare, che dà attenzione ai moti senza prendere in considerazione direzione e verso e cinematica vettoriale, che guarda all'orientamento del moto.

Tra le branche fisica, la cinematica è indubbiamente una delle più importanti.
La cinematica è parte integrante del programma di fisica per le scuole superiori.

Come scoprirai durante le ripetizioni di fisica online, con la cinematica puoi calcolare dati nella vita quotidiana: la velocità che percorre un'automobile, il tempo che impiega un taxi a raggiungere la destinazione finale, l'accelerazione di un atleta...

Per le sue implicazioni nella realtà di tutti i giorni, la cinematica è uno dei primi argomenti di fisica di tutte le scuole superiori, o della maggior parte di esse.

Fisica: dinamica e principi di Newton

La dinamica è una parte della meccanica che si interessa dei moti dei corpi a partire dalle loro cause. Le origini di questa disciplina si fanno risalire a Isaac Newton, lo studioso che ha approfondito in maniera sistematica il moto dei corpi. Basandosi sui precedenti lavori di Galileo Galilei e Giovanni Keplero, Newton ha elaborato i principi fondamentali della dinamica.

Prima legge di Newton

Meglio conosciuta come principio di inerzia, afferma che un corpo in stato di quiete o in moto rettilineo uniforme tende a mantenere il proprio stato a meno che non venga esercitato su di esso una forza che lo costringa a cambiare stato.

Seconda legge di Newton

O principio fondamentale della dinamica, afferma che una forza applicata su un corpo è uguale al prodotto dell'accelerazione per la massa. L'equazione che la rappresenta è F=ma, dove F è la forza, m la massa e a l'accelerazione.

Terza legge di Newton

E' anche conosciuta come principio di azione e reazione, e in pratica dice che se un corpo X esercita una forza su un punto materiale Y, questo reagisce opponendo una forza uguale e contraria al corpo X.

Statica e idrostatica

Di cosa si occupano branche come la fisica idrostatica e statica? L'idrostatica studia i fluidi in stato di quiete. La figura di riferimento è Archimede, lo studioso greco che fece diversi esperimenti per capire il comportamento dei fluidi.

La spinta di Archimede è un principio che possiamo sperimentare nella vita di tutti i giorni ed esprime un concetto molto semplice:

Un corpo immerso in un liquido riceverà una spinta verso l'altro dello stesso peso del fluido spostato.

Se hai a disposizione una bilancia di Galileo Galilei puoi vedere anche tu come si comporta un volume immerso in un liquido, a seconda del suo peso. Se la spinta del liquido è superiore al peso del volume questo subisce un'accelerazione verso l'alto. Se il peso del volume è inferiore a quello della spinta il volume avrà un'accelerazione verso il basso.

Per studiare l'equilibrio dei fluidi devi conoscere i campi della fisica statica e idrostatica.
La statica e l'idrostatica studiano lo stato di equilibrio dei fluidi.

Sfruttando la pressione idrostatica, possiamo realizzare macchinari che ci permettono di produrre una gran quantità di forza facendo pressione sulla superficie di un liquido.

Il principio di Pascal afferma, infatti, che la pressione che viene esercitata su un punto di un fluido viene trasmessa con la stessa intensità a ogni altro punto del fluido.

La statica si occupa dei corpi in stato di quiete. L'assenza di movimento equivale a un'accelerazione nulla, ossia una condizione in cui le forze che agiscono su un corpo sono in equilibrio. Nella statica, la somma vettoriale delle forze esercitate su un punto materiale è nulla.

Con la statica possiamo valutare le condizioni di equilibrio di corpi molto grandi e molto piccoli distinguendo tre tipi di equilibrio (eq.):

  • Eq. stabile, il corpo tende a tornare al suo normale stato di equilibrio anche se ci sono delle perturbazioni nel sistema.
  • Eq. instabile, basta anche la minima perturbazione per alterare lo stato di equilibrio dei corpi.
  • Eq. indifferente, i corpi permangono in uno stato di inerzia, indipendentemente dal tipo di forza che viene esercitato

Fisica classica: la gravitazione universale

La legge di gravitazione universale è stata elaborata da Isaac Newton e spiega la forza di attrazione che esiste tra due corpi dotati di massa. Tale forza è come se fosse una linea immaginaria che unisce i corpi.

Secondo la legge di gravitazione universale:

Due corpi dotati di massa si attraggono con una forza direttamente proporzionale al prodotto delle masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza che li separa.

Newton è riuscito a dimostrare le leggi di Keplero sulle orbite ellittiche, la velocità dei pianeti. Tale teoria ci consente di determinare il raggio e la massa delle stelle, i periodi degli asteroidi e gli eventi astronomici.

Qual è il ramo della fisica per la gravitazione?
Con quale principio si misura l'energia dei corpi in caduta libera?

Si racconta che Newton abbia avuto l'intuizione sulla forza di gravità osservando la caduta di una mela dall'albero. La legge di gravitazione universale è stata fondamentale per le successive teorie sulla relatività e la quantistica.

Conoscere queste grandezze luminari della fisica è quindi importante per capire le più recenti scoperte della fisica come il buco nero. La fisica, poi, è una delle materie di studio alle superiori e per chi è iscritto al liceo scientifico è anche materia d'esame.

La seconda prova scritta per il liceo scientifico è infatti la prova di matematica e fisica. Gli studenti devono risolvere un problema a scelta e rispondere a quattro quesiti sugli otto preparati dal ministero.

Se pensi di iscriverti alla facoltà di fisica, approfitta del ripasso generale che fai per gli esami di maturità perché ti servirà per affrontare le prove di auto-valutazione all'università.

Si tratta di un test di matematica, logica e scienze fisiche che serve a te per verificare il tuo livello di partenza, e all'università per sapere se hai bisogno di approfondire le conoscenze scientifiche prima di passare al piano di studi regolare.

Qualunque sia il motivo per cui studi fisica, ricordati che è strettamente legata alla matematica, quindi non sottovalutare mai le formule. Approfitta anche del suo metodo pratico per fare degli esperimenti e apprendere meglio concetti come l'accelerazione, l'equilibrio, la forza.

Buono studio, il mondo dei fisici ti attende!

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Catia

Traduttrice e scrittrice con una passione per le lingue