Física

Física é a ciência que estuda os fenômenos naturais, especialmente no que concerne as propriedades e interações da matéria e da energia. Trata dos componentes fundamentais do Universo, as forças que eles exercem e os resultados destas forças. O termo vem do grego φύσις (physis), que significa natureza, pois nos seus primórdios ela estudava, indistintamente, muitos aspectos do mundo natural. A princípio a Física difere da Química ao lidar menos com substâncias específicas e mais com a matéria em geral, embora existam várias áreas em que estas cadeiras se cruzam, como a Físico-química (intimidade da matéria). Dessa forma, os físicos estudam uma vasta gama de fenômenos físicos, em diversas escalas de comprimento: das partículas subatômicas, das quais toda a matéria é originada, até o comportamento do universo material como um todo (Cosmologia).

A Física é uma das mais antigas disciplinas acadêmicas, talvez a mais velha de todas através da sua inclusão na astronomia.[1] Ao longo dos dois últimos milênios, a física foi considerada sinônimo de filosofia, química e certos ramos da matemática e biologia mas durante a Revolução Científica no século XVI, ela tornou-se uma ciência única e moderna por mérito próprio. Contudo, em algumas áreas como a física matemática e a química quântica, as fronteiras da física mantêm-se difíceis de distinguir [2][3]

A Física é tanto significante como influente, em parte porque os avanços na sua compreensão foram muitas vezes traduzidos em novas tecnologias, mas também porque as novas ideias na física muitas vezes ressoam com as outras ciências, matemáticas e filosóficas. Por exemplo, avanços na compreensão do electromagnetismo influenciaram directamente o desenvolvimento de novos produtos que transformaram dramaticamente a sociedade moderna. (ex: televisão, computadores e eletrodomésticos); avanços na termodinâmica influenciaram o desenvolvimento do transporte motorizado; e avanços na mecânica inspiraram o desenvolvimento do cálculo.

Como ciência, a Física faz uso do método científico; tem por linguagem natural a Matemática e vale-se da Lógica e sobretudo da coerência obrigatória entre idéias e fatos naturais (inerente ao método científico) para a contrução e apresentação dos conceitos, modelos e teorias associados a esta cadeira.

Índice

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História

Isaac Newton (1643-1727).
Ver artigo principal: História da Física

Desde a antiguidade, as pessoas têm tentado compreender o comportamento do mundo natural. Um grande mistério foi o comportamento previsível dos corpos celestes como o sol e a lua. Várias teorias foram propostas, a maioria das quais foram refutadas.

O filósofo Tales (cerca de 624-546 a.C.) inicialmente se recusou a aceitar várias explicações sobrenaturais, religiosas ou mitológicas para os fenômenos naturais, proclamando que cada evento teve uma causa natural. As primeiras teorias físicas eram largamente formuladas em termos filosóficos e nunca verificadas por testes experimentais sistemáticos como é comum nos dias atuais. Muitas das obras comumente aceitas de Ptolomeu e Aristóteles nem sempre se mostraram verificáveis com as observações cotidianas.

Mesmo assim, muitos filósofos e astrônomos da antiguidade deram descrições corretas sobre atomismo e astronomia. Leucipo (primeira metade do século V a.C.) foi o primeiro a propor o atomismo, enquanto Arquimedes estabeleceu muitas descrições corretas de mecânica, estática e hidrostática, incluindo uma explicação para o princípio da alavanca. A Idade Média viu o surgimento de uma física experimental, desde os físicos muçulmanos medievais, sendo Alhazen o mais famoso, seguida pela física moderna que largamente tomou forma entre os físicos europeus do início da idade Moderna, sendo Isaac Newton o mais famoso, que partiu das obras de Galileu Galilei e Johannes Kepler. No século XX, o trabalho de Albert Einstein marcou uma nova direção na física, que continua até os dias atuais.

Filosofia da Física

Muito sobre a filosofia que envolve a Física pode ser encontrado em Filosofia, Metafísica, Ciência e método científico. Entretanto, existem filosofias peculiares da Física.

Um exemplo de filosofia física é o Determinismo Científico, que diz que tudo que existe não passa de partículas e que o movimento dessas partículas é determinado para sempre quando determina-se a posição e a velocidade da partícula no momento atual. Ou seja, conhecendo a posição de todas as coisas e a sua velocidade, poderia se conhecer todo o passado e o futuro. O determinismo stricto sensu não existe na Física Quântica em virtude do princípio da incerteza proposto por Heizemberg, pela qual não se pode determinar com precisão absoluta a posições e velocidades das partículas, ou determinar-se com precisão absoluta a energia de um ente físico em um exato instante de tempo.

Um exemplo de filosofia muito forte entre os físicos é o Reducionismo. Segundo essa linha de pensamento, é possível escrever leis básicas que descrevem o comportamento do Universo. Todo tipo de conhecimento poderia ser reduzido a essas leis básicas. Por exemplo, acredita-se que todos os fenômenos químicos possam ser deduzidos da Física Quântica, se o número de cálculos envolvidos for viável. Um dos propósitos da Física, talvez o principal, é encontrar essas leis básicas que regem o Universo. O Reducionismo coloca a Física na posição da ciência mais básica de todas, pois, a partir dela, seria possível obter-se todas as outras. Isso quer dizer que todos os conceitos das outras ciências poderiam ser reduzidos a conceitos físicos. Entretanto, ao contrário do que pode parecer, essa visão não tenta caracterizar as outras ciências como inúteis, pois o conhecimento das leis básicas não garante que seja viável tratar sistemas complexos sem se utilizar de conceitos derivados delas. Por exemplo, muitos conceitos da Química são úteis porque não é viável praticamente e nem necessário tratar os sistemas puramente com Física Quântica.

Divisões

Um sistema de divisão da Física pode ser feito levando-se em conta a natureza e a magnitude do objeto em análise, os detalhes de acuracidade desejados frente aos fatos relevantes ao contexto, bem como a questão histórica da evolução das teorias. A física quântica trata do universo do muito pequeno, dos átomos e das partículas que compõem os átomos; a física clássica trata dos objetos que encontramos no nosso dia-a-dia, no mundo macroscópico fisicamente acessível ao nossos sentidos [4]; e a física relativística trata de situações que envolvem grandes quantidades de matéria e energia.

A divisão mais tradicional, no entanto, é aquela feita de acordo com as propriedades mais estudadas nos fenômenos. Daí, temos a Mecânica, quando o objetivo é a compreensão do movimento ou ausência do mesmo, e sobretudo de suas causas; a Termodinâmica, quando se estudam o calor, o trabalho, as propriedades gerais das substâncias e sistemas, os processos envolvidos na interrelação entre estes, e as transformações de uma forma de energia em outra; o Eletromagnetismo quando se analisam os fenômenos decorrentes da existência da propriedade carga elétrica, como aqueles associados ao fluxo de elétrons nos corpos, ou mesmo os associados à energia radiante na forma de ondas eletromagnéticas, o que inclui a ótica física como subárea; a Ondulatória, que estuda a propagação de energia pelo espaço em meios materiais (ou não); a Óptica geométrica, que estuda as impressões visuais geradas por objetos tendo por base a geometria euclidiana e o fato de que um raio de luz propaga-se em linha reta, refletindo-se ou refratando-se segundo leis bem estabelecidas; a Acústica, que estuda as impressões sonoras geradas por objetos oscilantes e a dependência destas com interações no meio; e outras mais.

Áreas da Física

Áreas principais
Aplicações na tecnologia
Outras áreas
Aplicações em outras ciências

Técnicas da Mecânica Estatística têm encontrado aplicações em neurociência, economia, teoria da informação e na teoria da computação.