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Die Physik ist eine Naturwissenschaft. Sie beschäftigt sich mit grundlegenden Erscheinungen und Gesetzen in unserer Umwelt und ermöglicht auf der Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse die Erklärung und Voraussage vieler Erscheinungen in der Natur. Das Wort „Physik“ ist von dem griechischen Wort „physis“ bzw. „physikos“ abgeleitet, das „Natur“ bzw. „die Natur betreffend“ bedeutet.
Die Physik untersucht vielfältige Naturerscheinungen und wendet dabei typische Denk- und Arbeitsweisen an, die z. B. mit solchen Tätigkeiten wie dem Beobachten, dem Messen und dem Experimentieren verbunden sind. Sie kann in unterschiedlicher Weise eingeteilt werden.

Zwischen Physik und alltäglichem Leben gibt es zahlreiche Verbindungen, die uns teilweise bewusst und teilweise nicht bewusst sind. In unserem täglichen Leben können wir physikalische Gesetze und Zusammenhänge bewusst beachten und nutzen, unbewusst berücksichtigen oder auch versuchen, sie zu negieren oder zu „überlisten“. An vielen Beispielen wird deutlich: Die bewusste Nutzung bzw. Beachtung physikalischer Gesetze erleichtert unser Leben und erhöht unsere Sicherheit. Unkenntnis oder Nichtbeachtung physikalischer Gesetze können zu Unfällen oder Schäden führen.

Die Naturwissenschaften beschäftigen sich mit jeweils ausgewählten Teilbereichen der lebenden oder der nicht lebenden Natur. Im Laufe der historischen Entwicklung haben sich als die wichtigsten naturwissenschaftlichen Disziplinen die Astronomie, die Biologie, die Chemie, die Physik und die physische Geografie herausgebildet.

Ziel jeder Naturwissenschaft ist es,

• in der Natur Zusammenhänge und Gesetze zu erkennen,
• mithilfe der gewonnenen Erkenntnisse Erscheinungen und Vorgänge erklären und voraussagen zu können,
• die gewonnenen Erkenntnisse zu nutzen, um das Leben der Menschen sicherer und angenehmer zu machen.

Zwischen der Entwicklung der Physik als Wissenschaft und der Entwicklung der Gesellschaft gibt es vielfältige Wechselwirkungen. Gesellschaftliche Verhältnisse können wissenschaftliche Arbeit nicht nur befördern und auf bestimmte Schwerpunkte lenken, sondern auch einschränken und behindern. Wissenschaftliche Entwicklungen und deren Anwendungen ihrerseits können gesellschaftliche Verhältnisse in erheblichem Maße beeinflussen.
Die Zusammenhänge zwischen Physik und Gesellschaft sind überaus komplex und vielgestaltig. Wir können sie nur aspekthaft beleuchten.

Die Physik ist eine wichtige Grundlage der Technik. In der Technik werden bewusst physikalische Erkenntnisse genutzt, um z. B. Geräte und Anlagen zu bauen, Informationen zu übertragen, Energie in den gewünschten Formen zu gewinnen und zum Verbraucher zu transportieren. Dabei ist oft die Natur selbst Vorbild für technische Lösungen.
Ziel technischer Entwicklungen und damit der Anwendung der Physik ist es, unser Leben sicherer und angenehmer zu machen.

* 427 v. Chr. Athen
† 347 v. Chr. Athen

Er war ein bedeutender griechischer Philosoph, der 388 v. Chr. in Athen die erste große Philosophenschule gründete und der sich auch mit mathematischen und naturwissenschaftlichen Themen beschäftigte. So vertrat PLATON u. a. die Auffassung, dass sich Himmelskörper nur auf den vollkommensten geometrischen Bahnen, den Kreisbahnen, bewegen können.

* um 100 n. Chr. Ptolemäus (Ägypten)
† um 170 n. Chr. Alexandria

Er war ein bedeutender antiker Astronom und hat auch bedeutende Werke über Mathematik, Geografie, Optik und Astrologie hinterlassen. Er entwickelte das geozentrische Weltbild mit der Erde als Mittelpunkt, das bis ins späte Mittelalter die Wissenschaft beherrschte und erst dann allmählich vom heliozentrischen Weltbild des NIKOLAUS KOPERNIKUS abgelöst wurde.

Vor allem im Bereich der Elektrizitätslehre und der Elektrotechnik werden zur anschaulichen und effektiven Darstellung Schaltzeichen und Sinnbilder verwendet. Schaltzeichen nutzt man vorrangig zur Darstellung einzelner Bauelemente, z.B. für Widerstände, Kondensatoren, Dioden, Gleichrichter. Sinnbilder verwendet man vor allem zur Darstellung von Geräten und Anlagen. Eine besondere Form der Sinnbilder sind Blockschaltbilder, die der Darstellung der wichtigsten Teile einer komplexen Anlage dienen.

Vor allem im Zusammenhang mit dem Erkennen und Anwenden physikalischer Gesetze, beim Durchführen von Experimenten sowie beim Arbeiten mit physikalischen Größen gibt es eine Reihe von Tätigkeiten, die immer wieder durchgeführt werden und die für die Physik charakteristisch sind.
Jede dieser Tätigkeiten lässt sich genauer kennzeichnen. Für viele Tätigkeiten lassen sich auch Schrittfolgen angeben.

Unter einer Theorie versteht man in der Physik ein umfassend ausgearbeitetes System von Gesetzen, Modellen und Aussagen über einen mehr oder weniger großen, abgegrenzten Teilbereich dieser Naturwissenschaft. Ausgehend von einer Theorie und dem damit in der Regel verbundenen mathematischen Formalismus können Sachverhalte in Natur, Technik und Alltag erklärt und Voraussagen getroffen werden, deren Wahrheitswert durch Experimente überprüfbar sein muss und durch die die Gültigkeit der Theorie gestützt oder widerlegt wird.

Die Physik und die eng mit ihr verbundene Technik beeinflussen in komplexer Weise das gesellschaftliche Leben und damit auch das Leben jedes Einzelnen. Für die in der Physik tätigen Wissenschaftler wie auch für die „Anwender“ und „Nutzer“ der Ergebnisse wissenschaftlicher Forschung stellt sich damit die Frage nach der Verantwortung, die sie für die Ergebnisse ihrer Arbeit haben. Das ist eine überaus komplexe Frage, die viele unterschiedliche Aspekte beinhaltet und in verschiedener Weise beantwortet werden kann.

Vergleichen ist eine Erkenntnistätigkeit. Beim Vergleichen werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede von zwei oder mehreren Vergleichsobjekten (z. B. Körper, Stoffe, Vorgänge, Geräte) ermittelt und dargestellt.

Voraussagen ist eine Tätigkeit, die eng mit der Anwendung von Gesetzen und Modellen und damit mit dem Erklären verbunden ist. Beim Voraussagen wird auf der Grundlage von Gesetzen oder Modellen unter Berücksichtigung der gegebenen Bedingungen eine Folgerung in Bezug auf eine Erscheinung abgeleitet und zusammenhängend dargestellt.

Bewegungen können auf unterschiedlicher Bahnen in verschiedener Art erfolgen: Sie können geradlinig oder krummlinig verlaufen, können gleichförmig, gleichmäßig beschleunigt oder ungleichmäßig beschleunigt sein. Für alle speziellen Fälle lassen sich die entsprechenden Bewegungsgesetze formulieren.
Man kann die Bewegungsgesetze aber auch so allgemein formulieren, dass fast alle Spezialfälle aus ihnen ableitbar sein. Diese allgemeinen Bewegungsgesetze sind in dem Beitrag dargestellt und erläutert.

Mechanische Arbeit wird verrichtet, wenn ein Körper bzw. ein System durch eine Kraft bewegt oder verformt wird.

Die mechanische Arbeit beschreibt einen Prozess; sie ist daher im Unterschied zur Energie eine Prozessgröße. In Abhängigkeit von den gegebenen Bedingungen können die verschiedenen Arbeiten mechanischer Arbeit (Hubarbeit, Beschleunigungsarbeit, Reibungsarbeit, Verformungsarbeit) berechnet oder aus einem Kraft-Weg-Diagramm ermittelt werden.

Die physikalischen Größen Energie und Arbeit hängen eng miteinander zusammen. Wird von einem System oder an einem System Arbeit verrichtet, so ändert sich dessen Energie. Allgemein gilt:

Die von einem System oder an einem System verrichtete Arbeit ist gleich der Änderung seiner Energie.