Lezioni di fisica con esercizi interattivi per la scuola secondaria di 1° grado

La scienza moderna è nata nel XVII secolo e comprende sperimentazioni, misurazioni e scoperte. I filosofi sperimentavano e cercavano spiegazioni nei libri dei maestri autorevoli mai messi in discussione. Lo scienziato moderno relaziona diversi fenomeni, ipotizza le cause che li hanno generati, utilizza strumenti di misura, verifica l’ipotesi più valida fino a definire la legge che tutti possono verificare. Le ricerche degli scienziati hanno spiegato molti fenomeni naturali ampliando le conoscenze e contribuendo alla costruzione della scienza.

In questo capitolo vedremo come il calore e la temperatura agiscono sui corpi e cercheremo di comprendere meglio i fenomeni termici con l’aiuto di alcuni esperimenti. Il calore o energia termica è l’energia che si trasmette da un corpo più caldo a un corpo più freddo. La temperatura è un indicatore dell’agitazione termica delle particelle che costituiscono il corpo. La dilatazione termica consiste nella variazione di temperatura e di volume della materia e si verifica nei solidi, nei liquidi e nei gas. La capacità termica di un corpo è la quantità di energia necessaria per aumentare di 1 °C la sua temperatura. Il calore specifico è caratteristico di ogni sostanza ed è la quantità di energia necessaria per aumentare di 1 °C la temperatura di 1 kg di quella sostanza. La trasmissione del calore o energia termica può avvenire in tre modi: per conduzione, per convezione e per irraggiamento.

Un oggetto è sempre messo in moto dall’azione di una forza e si può definire in moto quando cambia posizione con il trascorrere del tempo. Il moto degli oggetti in fisica è descritto dalle grandezze come lo spostamento, il tempo e la velocità. La scienza che studia e descrive il moto dei corpi si chiama cinematica. La parola cinematica deriva dal greco kýnema, cioè “movimento”. Quando invece un corpo è nel suo stato di quiete allora si dice in equilibrio in quanto la sommatoria delle forze che agiscono su di esso è nulla. La statica è la parte della meccanica che studia le condizioni di equilibrio di un corpo materiale. La scienza che studia le cause che modificano lo stato di quiete o di moto dei corpi si chiama dinamica. Dinamica deriva dal greco dýnamis cioè “forza”

L'energia scambiata tra due corpi si chiama lavoro. Esistono diversi tipi di energia: energia cinetica, energia meccanica, calore... Scoprili tutti e impara le formule per calcolare l'energia.

Il suono è generato dalle vibrazioni di un corpo elastico e si trasmette sotto forma di onde sonore, generate dall’oscillazione della pressione dell’aria. Le onde sonore sono onde sferiche che si propagano in tutte le direzioni. Il suono è un’onda periodica che ripete lo stesso movimento a intervalli regolari di tempo. Quando questo non succede, cioè quando le onde sonore non sono periodiche e le vibrazioni sono irregolari, allora si parla di rumore. Vedremo come si propaga il suono nei diversi mezzi e proveremo a ricreare esperimenti di laboratorio che ci permetteranno di comprendere al meglio questo fenomeno fisico.

Cos'è il colore? Perché gli oggetti appaiono colorati? Perché la luce è bianca? Queste sono solo alcune delle domande che si pone l'ottica, il ramo della fisica che studia la luce e le sue proprietà.

L’elettrostatica è quel ramo della fisica che studia l’elettrizzazione dei corpi. L’elettroscopio è uno strumento che permette di capire se un corpo è elettrizzato e ci dice se il corpo possiede carica elettrica oppure no. Tra due cariche elettriche possiamo avere forze elettriche attrattive o repulsive che creano un campo elettrico. Una carica elettrica posta in un campo elettrico possiede un’energia potenziale che dipende dalla posizione e dal valore della carica. Tra due punti di un campo elettrico che si trovano a potenziale diverso possiamo avere un flusso di cariche elettriche ordinato e continuo chiamato corrente elettrica. Una corrente elettrica che scorre in un filo di materiale conduttore incontra una resistenza al proprio passaggio e le leggi di Ohm descrivono la relazione tra queste grandezze. Un filo percorso da corrente elettrica genera un campo magnetico e da qui inizia lo studio dell’elettromagnetismo.