luni, 13 ianuarie 2014

Mărimea fizică contează

Mărimea fizică nu e un moft, ci a apărut din necesitatea de a compara obiecte și fenomene.
Două obiecte pot fi comparate în mai multe feluri, din mai multe puncte de vedere, cu alte cuvinte, după caracteristici/proprietăți diverse.
Proprietatea vizată, asta este esențială, asta trebuie precizată de fiecare dată când vrei să faci o comparație. Fiindcă o întrebare de genul: „Comparând obiectele A și B, care dintre ele este mai mare?” este cel puțin ambiguă și permite mai multe interpretări:
- Care este mai voluminos?
- Care este mai greu?
- Care este mai lung?
- Care acoperă o suprafață mai mare?
Deci, dacă vrem să le comparăm, trebuie mai întâi să precizăm proprietatea obiectului pe care vrem să o folosim în comparație, altfel vorbim degeaba.
Apare imediat o altă problemă, și anume că acest procedeu, al comparării obiectelor două câte două, este cel puțin greoi, ba chiar imposibil în momentul în care vrem să-l generalizăm la foarte multe obiecte, mai ales că unele nici nu pot fi puse alături unul de altul pentru a le vedea și compara „din ochi”. Soluția este atașarea de proprietatea respectivă a unei mărimi fizice care prin definiție are calitatea de a fi măsurabilă. Deci ăsta e scopul ei în viață: să fie măsurată. Bineînțeles că pentru asta trebuie să fie dotată și cu o unitate de măsură, cât mai precis definită și acceptată de-a lungul și de-a latul Pământului.
O primă observație este că există și unele mărimi fizice cu o dotare mai precară, lipsite fiind ele, încă de la naștere, de unități de măsură.
O altă observație necesară este că există pe lume mai multe sisteme de unități de măsură în ciuda punerii la punct a Sistemului internațional de unități (SI) care s-a dorit (dar n-a prea reușit) a fi o standardizare definitivă și universală a domeniului. În această faună se distinge sistemul de măsuri englezesc despre care umblă vorba că ar putea fi considerat cel mai absurd din lume dacă nu ar exista sistemul monetar englezesc.
Dar nu am de gând să mă pierd în jungla sistemelor de unități, a etaloanelor și a metodelor de măsurare, așa că revin la mărimile fizice, precizând încă o dată că ele reprezintă măsuri ale proprietăților obiectelor. Pentru mai multă rigoare, în loc de „obiect” mă voi strădui să folosesc un termen mai sofisticat și mai general, anume sistem fizic.
Cred că n-ar fi rău să dau totuși câteva exemple de proprietăți generale ale sistemelor fizice, mărimile fizice aferente și unitățile de măsură din dotarea acestora:
- întinderea (proprietatea unui sistem fizic de a ocupa spațiu) – volum (mărimea fizică) – metru cub (unitatea de măsură)
- dimensiunea liniară (orice obiect are trei dimensiuni liniare, ale căror denumiri sunt pur convenționale: lungime, lățime și înălțime) – lungime – metru
- inerția (proprietatea unui sistem fizic de a nu se lăsa scos din ale lui cu una cu două) – masă – kilogram
- starea de încălzire – temperatură – kelvin
- starea de mișcare – viteză – metru pe secundă
- proprietatea de a efectua lucru mecanic – energie – joule

Adevărul e că în cele spuse de mine mai sus s-a strecurat (intenționat) o omisiune. Am vorbit doar despre o parte dintre mărimile fizice, și anume mărimile fizice de stare. Dar, în afară de sisteme (obiecte), fizica studiază și fenomene (procese), care sunt transformări suferite de sisteme, de obicei în urma interacțiunii dintre ele. Iar aceste fenomene sunt și ele caracterizate de proprietăți care trebuie comparate cu altele similare. Așa că și acestor proprietăți ale fenomenelor au fost atașate mărimi fizice numite, evident, mărimi fizice de proces.
Vreo două-trei exemple ar fi utile:
- mișcarea (schimbarea poziției unui sistem) – deplasarea – metru
- schimbarea stării de mișcare – accelerație – metru pe secundă la pătrat
- interacțiunea – forță – newton

Cele mai multe mărimi fizice sunt obținute prin combinarea altor mărimi fizice, așa încât, în unele cazuri, proprietățile pe care le caracterizează nu pot fi puse ușor în evidență și nu pot fi exprimate printr-un cuvânt sau printr-o expresie simplă. Așa că se folosește denumirea mărimii fizice și pentru proprietatea respectivă, acest lucru creând uneori mici (dar regretabile) confuzii.
Trebuie să menționez și cazul cu totul special al timpului, care nu poate fi definit și a cărui natură este în continuare discutată și de fizicieni și de filosofi. Dar, pentru necesitățile fizicii clasice ne putem mulțumi cu ceea ce percepem în mod intuitiv că este timpul, ne bucurăm că îl putem măsura folosind fenomene periodice (repetitive), ne resemnăm că trece și nu se mai întoarce, și îi agățăm de coadă o mărime fizică pe care o numim timp și o unitate de măsură numită secundă.
Din ce am spus până acuma, cred că rezultă clar că mărimile fizice, măsurabile fiind, se exprimă prin numere, ceea ce le face ideale pentru transpunerea în formule matematice a relațiilor dintre ele, rezultând astfel modelarea matematică a fenomenelor prin care trec modelele abstracte care sunt studiate de fizică, așa cum spuneam cu altă ocazie.

În acest fel, legile fizicii se exprimă prin formule care pot fi prelucrate matematic, ajungându-se astfel la rezultate care reprezintă predicții care pot fi verificate în practică, prin experimente. Dacă rezultatele experimentelor nu corespund cu predicțiile respective, modelul folosit este abandonat și se caută altul mai trainic și mai frumos.

Niciun comentariu:

Trimiteți un comentariu