Matematica essenziale per fisica 1
Potete trovare qui delle lezioni che riassumono i concetti principali della matematica necessari per fisica 1, anche se si va un po' oltre.
Ricordate che la matematica e la fisica sono cose diverse, anche se hanno delle strette relazioni. La fisica è una scienza sperimentale, che vede nella conferma sperimentale la sua ragione di essere, indipendentemente da quanto "elegante" possa essere una derivazione teorica. La matematica pure ha delle radici sperimentali, ma è libera di sviluppare qualsiasi derivazione logica basata su una serie di assiomi. Quello che può essere sorprendente è che la realtà (la fisica) segue effettivamente le regole della matematica (almeno di alcune sue parti). Quindi la fisica usa la matematica in tre maniere:
1) Come strumento di scrittura stenografica, perché è più compatto e "preciso" usare dei simboli matematici.
2) Perché gli strumenti della matematica permettono una manipolazione "simbolica" delle equazioni, per semplificarle e trovare delle diverse combinazioni dei simboli.
3) Come strumento per suggerire nuove scoperte: dato che realtà segue la matematica, le derivazioni matematiche possono suggerire nuove scoperte fisiche.
Ovviamente questi concetti vanno assimilati facendo esercizi.
I numeri
Da dove vengono i numeri? Perché abbiamo i numeri interi, relativi, razionali, reali e complessi?
Punti, rette, vettori
Cosa sono questi oggetti geometrici? E come si possono rappresentare su un piano cartesiano?
Funzioni e derivate
Vediamo spesso dei grafici di qualcosa che dipende da qualcos'altro, per esempio dal tempo. Ma cosa vogliono dire?
Massimi, minimi e integrali
Come si caratterizzano (e si trovano) i punti estremali? Che relazione c'è tra una funzione, la sua derivata e l'area sotto la curva?
Operatori, serie di potenze, funzioni di più variabili
Una funzione è analoga ad vettore... con un numero infinito di componenti. Ma si può andare oltre.
Equazioni differenziali
Siamo arrivati finalmente all'inizio della dinamica, che comincia proprio con la seconda legge di Newton, che lega una funzione alle sue derivate.