lezione 19: di cosa parliamo quando parliamo di fisica

I fisici studiano il comportamento e le interazioni della materia attraverso lo spazio e il tempo.

In fisica classica, con il termine materia, si indica genericamente qualsiasi cosa che abbia massa e che occupi spazio; oppure, alternativamente, la sostanza di cui gli oggetti fisici sono composti

Questa definizione è sufficiente per la fisica macroscopica, oggetto di studio della meccanica e della termodinamica, ma non risulta adeguata alle moderne teorie della fisica atomica e della subatomica, secondo cui lo spazio occupato da un oggetto è prevalentemente vuoto e l'energia è equivalente alla massa (E=mc²), per cui materia ed energia sono equivalenti e compongono ogni cosa esistente.

La materia ordinariamnete si presenta in tre stati

• un materiale allo stato solido ha un volume e una forma propria;
• un materiale allo stato liquido ha un volume proprio, ma acquisisce la forma del recipiente che lo contiene;
• un materiale allo stato aeriforme non ha né volume né forma propria, ma si espande fino a occupare tutto lo spazio disponibile.

Osserveremo il comportamento degli oggetti con cui entriamo incontatto e misureremo alcune grandezze. Per cercare di comprendere le prime leggi fisiche inizieremo a studiare il comportamento di oggetti semplici: anzi all'inizio semplificheremo così tanto che il nostro oggetto di riferimento sarà spesso il punto materiale, cioè un corpo che ha massa, ma la sua massa non occupa spazio ed è concentrata in un punto.

Ovviamente il punto materiale è una comoda finzione utile perchè ci permette di semplificare i nostri ragionamenti.

Noi però nella realtà abbiamo sempre a che fare con corpi che hanno una certa estensione e che occupano uno spazio e quindi corpi estesi. Un caso particolare di corpo esteso è rappresentato dal corpo rigido, quello che cioè non viene deformato neppure dalle forze che agiscono su di esso;  in altre parole, in un corpo rigido la distanza tra due punti qualsiasi rimane costante. 

Il baricentro o centro di massa di un corpo rigido è il punto di applicazione della forza peso, cioè è il punto geometrico corrispondente al valor medio della distribuzione della massa del sistema nello spazio. 

Vedremo che il centro di massa (baricentro) di un corpo rigido si comporta sotto molti punti di vista come un punto materiale che ha massa pari alla massa del corpo rigido. Nello studio del moto dei corpi rigidi è necessario quindi determinare un punto nel quale poter supporre concentrata tutta la sua massa, detto appunto centro di massa del corpo.

Occorrerà poi distinguere fra moto rotatorio e traslatorio, come vedremo nella prossima lezione