Cos’è la fisica meccanica e cosa studia

Se ti affascina la fisica meccanica e sei incuriosito da teorie quantistiche e da concetti quali velocità, accelerazione, forza ed energia, allora significa che sei sulla pagina giusta.

Se desideri conoscere e approfondire la materia, per semplice curiosità o per capire se può diventare un ambito di specializzazione nel quale investire in riferimento al tuo futuro professionale, ti suggeriamo di soffermarti su questa pagina per qualche minuto.

n questo post ti forniremo una panoramica generale dell’argomento, sia dal punto di vista tecnico-pratico che formativo, affiché tu possa avere un primo approccio con la materia e comprendere più chiaramente se si allinea alle tue attitudini, personali e professionali.

Che cos’è la fisica

Prima di parlare di fisica meccanica è d’obbligo fare un passo indietro, in quella che è la scienza ‘madre’, ovvero la fisica

Partiamo dal termine, che proviene dal greco physis (natura).
Nel senso più ampio del significato esso indica la scienza della natura.
Entrando maggiormente nel dettaglio è una scienza che studia i fenomeni naturali ovvero tutti quegli eventi che possono essere descritti e quantificati attraverso grandezze fisiche.
Il fine ultimo è quello di stabilire, attraverso astrazioni matematiche, i principi che regolano le relazioni tra le grandezze stesse.
Nel concetto di grandezza fisica appena accennato rientrano: la lunghezza, il tempo, la massa, il volume e la velocità.

Le origini della fisica risalgono all’antica Grecia e sono legate alla figura del filosofo Talete, tra i primi a rifiutare le spiegazioni non razionali della natura e a porsi la domanda relativa alla sostanza che compone l’universo.

Fino al XVIII secolo era considerata una branca della filosofia ed era pertanto chiamata ‘filosofia naturale’.
A partire dall’introduzione del metodo scientifico di Galileo Galilei la scienza si è evoluta al punto da raggiungere importanti risultati, in seguito ai quali è riuscita a conquistare una propria autonomia.

La fisica è considetara la prima disciplina scientifica della storia; da essa sono nate la chimica (XVIII secolo), la biologia (XIX secolo) e successivamente le scienze della terra.

Dal punto di vista storico-temporale la materia viene suddivisa in:

• Fisica classica: circoscritta al periodo che va da Galileo alla fine dell’Ottocento.
  Include le leggi e i principi che descrivono il moto dei corpi e le cause che lo determinano (meccanica), i fenomeni elettromagnetici e i fenomeni legati al calore e all’ottica.
  Si focalizza sullo studio dei fenomeni ‘macroscopici’.
• Fisica moderna: dal XX secolo ad oggi.
  Consiste in una serie di modifiche apportate alla fisica classica, in seguito all’elaborazione della teoria della relatività (Einstein) che modifica la meccanica classica, e alla formulazione della meccanica quantistica, basata sull’interpretazione dei fenomeni a livello atomico.
  Si focalizza sullo studio dei fenomeni che avvengono su scala atomica e subatomica.

Il metodo scientifico

Passiamo ora ad analizzare brevemente il metodo utilizzato dalla fisica per identificare i principi e le leggi che regolano un fenomeno.
Esso prende il nome di metodo scientifico e si tratta in altre parole di un metodo basato sui seguenti passaggi:

1. Osservazione del fenomeno
2. Formulazione di ipotesi – spiegazione del fenomeno attraverso l’assunzione di principi fondamentali
3. Verifica della validità delle ipotesi attraverso gli esperimenti

Se le sperimentazioni confermano l’ipotesi essa diventa una legge fisica, che viene espressa attraverso il linguaggio matematico, ovvero relazioni matematiche fra grandezze.

Potremmo anche dire che il metodo scientifico è la modalità utilizzata dalla fisica per conoscere la realtà che ci circonda, una realtà che deve però essere oggettiva, affidabile, verificabile e condivisibile.

La metodologia, comune alle altre scienze sperimentali quali la chimica e la biologia, si basa quindi sull’esperimento riproducibile.

I rami della fisica

In base all’oggetto di studio la fisica può essere suddivisa in varie branche; ecco di seguito le principali:

• Atomica: studia tutte le parti dell’atomo (nucleo ed elettroni)
• Nucleare: studia i costituenti del nucleo dell’atomo (protoni ed elettroni) e le relative interazioni
• Geofisica: studia i fenomeni fisici della terra
• Astrofisica: studia le stelle, i pianeti, le galassie e i buchi neri
• Elettromagnetismo: studia i fenomeni elettrici e magnetici (circuiti e motori elettrici)
• Ottica: studia le proprietà della luce (riflessione, scomposizione ecc.)
• Acustica: studia le proprietà dei suoni (produzione, propagazione, ricezione)
• Termologia: studia i fenomeni legati al calore (generazione, propagazione)

Cosa studia la meccanica

La meccanica, in fisica, identifica una qualsiasi teoria che fa riferimento al moto dei corpi e alle cause che lo determinano.

Il punto di partenza dello sviluppo della meccanica moderna è identificato nel ‘Philosophiae naturalis principia mathematica’, l’opera di Isaac Newton nel quale sono formulate le tre leggi della dinamica.

La fisica meccanica viene suddivisa in:

• Cinematica: studia il moto indipendente dalle cause che lo hanno generato
• Dinamica: studia il moto e le cause che lo hanno generato
• Statica: studia le condizioni di equilibrio

Le grandezze utilizzate dalla meccanica sono: velocità, accelerazione, forza, massa, energia cinetica ed energia potenziale.

Attualmente la teoria della meccanica più completa è la teoria dei quanti, che rientra in quella che viene definita fisica quantistica.
Secondo la definizione riportata su Wikipedia essa è:

“ … in grado di descrivere il comportamento della materia, della radiazione e le reciproche interazione con particolare riguardo ai fenomeni caratteristici della scala di lunghezza o di energia atomica e subatomica, dove le teorie precedenti risultano inadeguate.”

Spiegata in parole semplici la teoria quantistica interpreta i fenomeni a livello atomico, basandosi sul concetto di ‘quanti di energia’ introdotto agli inizi del Novecento da Max Planck.

La quantistica studia il comportamento della materia nel mondo microscopico, ovvvero descrive con estrema precisione il mondo degli atomi e delle molecole; studia i cosiddetti sistemi ‘quantizzati’ le cui grandezze sono sempre multiple di un quanto che non è divisibile ulteriormente.

A livello pratico la materia trova applicazione in molti campi; per fare un esempio essa trova applicazione nei laser e nelle risonanze magnetiche.

Formazione e specializzazione

A chi ama la fisica e desidera applicare le relative leggi in ambito lavorativo suggeriamo un percorso universitario ad indirizzo ingegneristico. In particolare consigliamo di prendere in considerazione il corso di laurea triennale in Ingegneria Industriale ad indirizzo meccanico.

Tra le materie del triennio la fisica generale, la cui impostazione didattica mira a fornire le basi di meccanica e termodinamica.

Lo studio della materia parte dalla cinematica e dalla dinamica nell’approssimazione del punto materiale; prosegue con i principi fondamentali della conservazione e non conservazione dell’energia meccanica; conclude con l’applicazione dei modelli appresi alla meccanica dei sistemi complessi e del corpo rigido.
Rientra nel programma anche un’introduzione di quelli che sono i principi fondamentali della termodinamica.

Nel dettaglio sono 5 i moduli previsti dal programma:

1. Richiami di matematica di base. Cinematica del punto materiale
2. Dinamica del punto materiale
3. Lavoro, energia potenziale, energia cinetica
4. Dinamica dei sistemi materiali e del corpo rigido
5. Introduzione alla termodinamica

A chi desidera specializzare ulteriormente la formazione della triennale, Unicusano offre la possibilità di scegliere tra i seguenti indirizzi magistrali:

• Corso di laurea in Ingegneria meccanica – curriculum Produzione e Gestione
• Corso di laurea in Ingegneria meccanica – curriculum Automotive
• Corso di laurea in Ingegneria meccanica – curriculum Progettazione

I percorsi di studio specialistici consentono di acquisire le competenze richieste per operare nell’ambito della progettazione meccanica avanzata, applicata sia ai componenti che ai sistemi complessi.

La formazione ad indirizzo ingegneristico meccanico fornisce inoltre conoscenze in merito a: gli strumenti avanzati di progettazione; le tecniche di simulazione numerica; i principi fondamentali dell’organizzazione/gestione degli impianti industriali e delle problematiche di natura tecnologica legate ai vari aspetti della produzione industriale.

Tutti corsi di studio si avvalgono della pratica modalità formativa e-learning, ideale per chi ha l’esigenza di conciliare lo studio con il lavoro.

Per ulteriori informazioni sui percorsi di laurea online contatta il nostro staff attraverso il modulo online che trovi qui.