Esistono diverse equazioni fisiche che vengono utilizzate dai fisici per descrivere i fenomeni del mondo e del movimento. Queste equazioni possono essere riorganizzate per essere risolte per diverse incognite. Pertanto, quelle che possono sembrare due equazioni separate sono spesso la stessa equazione rielaborata. Alcune delle equazioni fisiche più comuni vengono utilizzate per descrivere energia, forza e velocità. Queste equazioni possono aiutare gli scienziati a capire come reagiranno gli oggetti in determinate circostanze senza dover sperimentare direttamente sugli oggetti.
Forse le equazioni fisiche più conosciute hanno a che fare con l’energia: E=mc2. In questa equazione, E sta per energia, m per massa e c per la velocità della luce nel vuoto (circa 186,000 miglia/secondo o 3×108 metri/secondo. Questa equazione è stata sviluppata dallo scienziato Albert Einstein. Ha determinato che la massa di un oggetto e la sua energia sono due tipi della stessa cosa, in altre parole, la massa di un oggetto può essere convertita in energia e viceversa.
Altre equazioni fisiche che hanno a che fare con l’energia sono quelle che descrivono l’energia cinetica e potenziale. L’energia cinetica (K o talvolta KE) è descritta dall’equazione K=½mv2, dove m è uguale alla massa dell’oggetto e v è uguale alla velocità. U=mgy è l’equazione fisica che descrive l’energia potenziale gravitazionale, dove U sta per energia potenziale, m per massa, y per la distanza dell’oggetto dal suolo e g per l’accelerazione dovuta alla gravità sulla terra (circa 32.174 ft/s2 o 9.81 m/s2). Questo valore può cambiare leggermente a causa dell’altitudine e della latitudine ed è tecnicamente un numero negativo poiché l’oggetto si sta muovendo verso il basso, tuttavia il negativo viene molte volte ignorato. La capitalizzazione della variabile “g” è importante poiché “g” è nota come accelerazione di gravità e “G” è la costante gravitazionale.
Naturalmente, quando si ha a che fare con la gravità, si conosce anche la forza che la gravità esercita su un oggetto. Questo è descritto con l’equazione fisica, F=Gm1m2/r2. In questo caso, G—notare la capitalizzazione—è la costante gravitazionale universale (circa 6.67×10-11 N.m2/kg2), m1 e m2 sono le due masse degli oggetti, ed r è la distanza tra i due oggetti . Un’altra equazione fisica che ha a che fare con la forza descrive la seconda legge del moto di Newton. Questo è descritto da F=ma, dove F è la forza, m è la massa e a è l’accelerazione.
Le equazioni fisiche che hanno a che fare con la velocità sono d=vt, che descrive la distanza percorsa da un oggetto in un certo tempo, e d=½at2+v0t, che descrive la distanza percorsa durante l’accelerazione. In entrambe le equazioni, d è il simbolo della distanza, v della velocità e t del tempo. Nella prima equazione, t è il tempo che l’oggetto ha percorso, e nella seconda equazione, t sta per il tempo dell’accelerazione. La variabile, a, nella seconda equazione sta per l’accelerazione di un oggetto. Alcuni usano la variabile vi per descrivere la velocità iniziale piuttosto che v0.