Физика как наука о природе, изучающая простейшие, и вместе с тем, наиболее общие свойства материального мира, также базируется на теоретических моделях. Эти модели характеризуются определёнными понятиями и параметрами, которые называют физическими величинами.
Примеры физических понятий и величин: пространство, система отсчета, скорость, электрическое поле, влажность, время, импульс, температура.
При построении физической модели необходимо в системе материальных объектов выделить и описать физические тела, поля, условия движений, взаимодействий, ввести понятия характеризующие свойства объектов, и указать или сформулировать физические законы, описывающие связь между этими понятиями и взаимодействия между этими объектами.
В соответствии с этим при построении физической модели можно выделить 3 этапа:
Этап 1. Моделирование поля и вещества.
Примеры:
- тело – материальная точка;
- тело - абсолютно твёрдое;
- тело - идеально упругое.
- магнитное поле – однородное;
- электрическое поле – центрально симметричное;
- жидкость, текущая в трубе, – не сжимаемая и не имеет вязкости;
- газ в цилиндре – идеальный.
Этап 2. Моделирование условий движения и взаимодействий в рамках моделей поля и вещества.
Примеры:
- движение происходит в инерционной системе отсчета;
- трение отсутствует;
- тело движется прямолинейно и равноускоренно;
- деформации тела – линейно упругие.
Этап 3. Формулировка физических законов, описывающих состояние, движение и взаимодействие объектов, входящих в рассматриваемую физическую систему.
Примеры:
- движение тел подчиняется второму закону Ньютона;
- взаимодействие материальных точек подчиняется закону Всемирного тяготения;
- деформация тела подчиняется закону Гука;
- сила, действующая на движущиеся заряды, описывается законом Лоренца.
Таким образом, физическими моделями объекта или процесса будем называть теоретические модели, включающие в себя модели вещества и поля, а также закономерности условий движения и взаимодействий.