Fisika kuantitatif adalah cabang fisika yang melibatkan penelitian dengan pengukuran berulang dan analisis matematis dari hasil eksperimen. Ini berbeda dari beberapa cabang fisika teoretis, misalnya, seperti mekanika kuantum atau penelitian teori string, di mana banyak teori yang mendasarinya tidak dapat diuji di dunia nyata, atau di laboratorium di Bumi dengan teknologi terkini pada 2011. Bidang apa pun penelitian kuantitatif seperti fisika kuantitatif memperoleh kesimpulannya dari analisis statistik sejumlah besar data eksperimen. Data ini seringkali sangat luas dan kompleks, namun, komputer digunakan untuk melakukan pemodelan matematis data untuk menafsirkannya dengan lebih baik. Contoh penggunaan fisika kuantitatif akan mencakup studi iklim yang dijalankan di superkomputer untuk memprediksi perubahan klimatologis dari berbagai gaya termodinamika alami yang bermain di, di, atau dekat Bumi, serta dari perubahan aktivitas matahari selama periode waktu yang lama. .
Studi fisika pada intinya adalah pengukuran perubahan materi dan energi, dan ini membuat sebagian besar fisika meneliti fisika kuantitatif dalam satu atau lain bentuk. Studi kuantitatif juga penting dalam fisika karena banyak hukum fisika, seperti kecepatan cahaya atau tarikan gravitasi bumi, tidak dapat didefinisikan secara kuantitatif hanya dengan pengamatan manusia dengan panca indera. Adalah mungkin untuk mengamati benda yang jatuh, tetapi, tanpa secara tepat mengukur laju penurunannya, tidak ada gambaran yang jelas tentang seberapa kuat gravitasi sebenarnya. Oleh karena itu, fisika penelitian kuantitatif menggunakan matematika sebagai cara abstrak untuk memahami gaya yang bekerja di alam semesta.
Proses yang melibatkan studi kuantitatif, bagaimanapun, tidak selalu dimaksudkan untuk mewakili realitas sehari-hari. Fisika menentukan kondisi ideal di mana materi, energi, ruang, dan waktu berinteraksi melalui pengukuran dan pengamatan berulang, dan kemudian menentukan kemungkinan terjadinya peristiwa. Persamaan fisika yang digunakan untuk ini didasarkan pada konsep matematika abstrak yang hanya terbukti benar dengan sejumlah besar percobaan berulang. Fisika kuantitatif, misalnya, dapat memprediksi luas permukaan planet berbentuk bola di ruang angkasa, tetapi tidak ada yang namanya bola sempurna atau bentuk geometris sempurna lainnya di dunia alami, jadi prosesnya, sampai taraf tertentu, merupakan perkiraan. .
Representasi ideal dalam fisika, seperti lintasan balistik peluru di udara, didasarkan pada prinsip fisika kuantitatif dari tarikan gravitasi dan hambatan udara, tetapi mereka hanya dapat memprediksi lintasan umum untuk peluru, bukan tempat yang sebenarnya dan tepat di mana itu akan mendarat. Menggunakan persamaan dan rumus dalam fisika kuantitatif sering kali melibatkan rata-rata beberapa variabel yang ikut bermain atau menggunakan jalan pintas matematika untuk meniadakan pengaruhnya pada persamaan. Ini karena tujuannya adalah untuk memahami hukum-hukum alam secara prinsip di atas hukum-hukum alam yang spesifik dan aplikasi acak.
Fisika komputasi sering melengkapi fisika kuantitatif di laboratorium, di mana persamaan tidak dapat diuji secara formal atau memadai dalam eksperimen dunia nyata. Seringkali algoritma digunakan untuk merampingkan perhitungan tersebut. Algoritma adalah seperangkat aturan matematika yang digunakan komputer untuk mengurangi jumlah perhitungan yang diperlukan untuk memecahkan masalah hingga serangkaian langkah yang terbatas. Bantuan komputer untuk fisika kuantitatif biasanya digunakan di area di mana interaksi yang sangat kompleks terjadi, seperti dalam ilmu material, penelitian akselerator nuklir, dan dinamika molekuler dalam biologi.