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Definição tradicional
Descrição 
Antes de aplicarmos os conceitos recentemente introduzidos, devemos estabelecer um entendimento comum sobre o que é a física.
Durante a Revolução Científica, figuras centrais como Galileo Galilei, Isaac Newton e René Descartes impulsionaram a separação da física da filosofia natural, permitindo que ela se consolidasse como uma disciplina independente. Essa nova ciência usava modelos matemáticos para descrever fenômenos como o movimento, a ótica e a mecânica. Em sua obra Principia Mathematica (1687) [1], Newton apresentou uma visão em que os fenômenos naturais poderiam ser explicados por meio de leis matemáticas universais, estabelecendo uma base sólida, tanto matemática quanto empírica, para a física.
Galileo Galilei [2], Isaac Newton [3], René Descartes [4]
Com o tempo, o estudo de fenômenos como a eletricidade, o magnetismo e a termodinâmica expandiu os campos da física e fortaleceu a abordagem experimental. As contribuições de Michael Faraday, James Clerk Maxwell e Ludwig Boltzmann impulsionaram uma física mais quantitativa, na qual a matéria e a energia eram compreendidas por meio de leis universais e métodos experimentais, consolidando a física como uma ciência fundamentada em princípios mensuráveis e reproduzíveis.
Michael Faraday [5], James Clerk Maxwell [6], Ludwig Boltzmann [7]
No século XX, a física moderna, entendida como o estudo da matéria e da energia em todas as escalas, foi consolidada com o desenvolvimento da mecânica quântica e da teoria da relatividade. Figuras como Albert Einstein, Niels Bohr e Werner Heisenberg ampliaram o entendimento da física para incluir fenômenos em escalas subatômicas, enquanto Edwin Hubble estendeu sua aplicação ao cosmos e às galáxias.
Albert Einstein [8], Niels Bohr [9], Werner Heisenberg [10], Erwin Hubble [11]
Assim, a física tende a ser definida como a ciência que utiliza modelos matemáticos e experimentos para explicar as propriedades e o comportamento da matéria e da energia, abrangendo fenômenos desde o nível subatômico até o galáctico.
No entanto, embora essa definição descreva o vasto alcance da física, ela não aprofunda seu enfoque metodológico, como opera ou os tipos de resultados que pode alcançar.
Livros
[1] Principia Mathematica (Princípios Matemáticos), Isaac Newton (1687)
Imagens
[2] Justus Sustermans, Public domain, via Wikimedia Commons
[3] James Thronill after Sir Godfrey Kneller, Public domain, via Wikimedia Commons
[4] After Frans Hals, Public domain, via Wikimedia Commons
[5] Thomas Phillips, Public domain, via Wikimedia Commons
[6] George J. Stodart, Public domain, via Wikimedia Commons
[7] Universität Wien, Public domain, via Wikimedia Commons
[8] Bettmann / Contributor via Getty Images
[9] The American Institute of Physics credits the photo [1] to AB Lagrelius & Westphal, which is the Swedish company used by the Nobel Foundation for most photos of its book series Les Prix Nobel., Public domain, via Wikimedia Commons
[10] Bundesarchiv, Bild 183-R57262 / Unknown author / CC-BY-SA 3.0
[11] Johan Hagemeyer, Public domain, via Wikimedia Commons
ID:(15900, 0)
Forma de trabalho da física
Descrição
A essência da física reside no fato de que, como ciência, utiliza o método científico para desenvolver hipóteses que levam a modelos explicativos do funcionamento do mundo ao nosso redor. Não se limita a uma descrição superficial, mas permite estimativas precisas dos valores dos parâmetros envolvidos, baseando-se em constantes universais, constantes específicas e relações matemáticas idealmente derivadas de princípios fundamentais. Essas avaliações possibilitam a aplicação rigorosa do método científico, uma vez que os valores calculados podem ser medidos e verificados, comprovando assim a exatidão do modelo em relação à realidade.
Francis Bacon [4], René Descartes [5], Karl Popper [6]
A base do método científico moderno fundamenta-se nos trabalhos de Francis Bacon [1], que propôs uma abordagem indutiva, destacando a importância da observação e da experimentação. Esse enfoque foi complementado pelo método sistemático e dedutivo de René Descartes [2]. Finalmente, o conceito de falseabilidade das hipóteses, introduzido por Karl Popper [3], consolidou essa estrutura ao afirmar que uma teoria científica deve ser suscetível de refutação para ser considerada válida.
Livros
[1] Novum Organum Scientiarum (Novo Instrumento da Ciência), Francis Bacon (1620)
[2] Discours de la méthode (Discurso sobre o método), René Descartes (1637)
[3] The Logic of Scientific Discovery (A Lógica da Investigação Científica), Karl Popper (1934)
Imagens
[4] National Portrait Gallery, Public domain, via Wikimedia Commons
[5] After Frans Hals, Public domain, via Wikimedia Commons
[6] Lucinda Douglas-Menzies link, No restrictions, via Wikimedia Commons
ID:(15901, 0)
Desenvolvimento contínuo da física
Descrição
É importante lembrar que o método científico exige a criação de modelos empiricamente verificáveis; isso não implica que esses modelos sejam absolutamente verdadeiros, mas sim que, com o conhecimento atual, eles são consistentes com o que observamos no mundo real. No entanto, no futuro, podem surgir situações que revelem discrepâncias ou demonstrem que os fundamentos de um modelo não são mais válidos. Nesses casos, tanto as equações quanto o próprio modelo e nossa compreensão do funcionamento do mundo precisam ser ajustados.
Nesse contexto, quando uma discrepância mostra que um modelo é inadequado, reconhecer suas limitações e desenvolver um novo modelo não representa um fracasso, mas sim um avanço em nossa busca contínua por compreender o universo. Cada correção e ajuste nos aproxima de uma compreensão mais profunda e precisa da realidade.
Em alguns casos, modelos anteriores continuam sendo utilizados em áreas onde não apresentam discrepâncias significativas, pois costumam ser mais simples do que seus sucessores. Um exemplo clássico é a teoria da relatividade de Einstein, que generaliza certos aspectos da mecânica clássica. No entanto, em baixas velocidades e situações cotidianas, o modelo newtoniano é mais fácil de aplicar, e as diferenças com os resultados experimentais são desprezíveis.
ID:(15902, 0)
Outras áreas apoiada pela física
Descrição
Atualmente, o método científico da física é aplicado tanto em áreas tradicionais, que abrangem desde o mundo subatômico até as galáxias, quanto em áreas não tradicionais que adotaram os princípios e métodos da física para enfrentar desafios específicos.
Áreas Tradicionais da Física
A física continua a se desenvolver em campos tradicionais como a física de partículas (que estuda partículas subatômicas e forças fundamentais), a física nuclear, a astrofísica e a cosmologia (que exploram o universo em grande escala). Ela também permanece ativa em disciplinas fundamentais como a mecânica, o eletromagnetismo, a óptica, a termodinâmica e a física da matéria condensada.
Áreas Não Tradicionais da Física
Nos últimos anos, a física expandiu sua influência para disciplinas antes consideradas fora de seu escopo, aplicando seus princípios para analisar problemas complexos e variados. Isso levou ao desenvolvimento da chamada "física do tópico", onde modelos físicos são utilizados para estudar fenômenos específicos em diversas disciplinas. Exemplos dessas áreas incluem:
Física na Odontologia: Analisa a mecânica dos materiais dentários, as forças de mastigação e o comportamento dos tecidos dentários, contribuindo para o desenvolvimento de próteses e tratamentos ortodônticos.
Física na Medicina: Aplica princípios físicos no diagnóstico e tratamento médico, incluindo ressonância magnética, tomografia e radioterapia, melhorando a precisão no diagnóstico e tratamento de doenças.
Física na Cinesiologia: Estuda o movimento humano, analisando a biomecânica e as forças envolvidas na locomoção e no exercício físico, essenciais para a reabilitação e desenvolvimento terapêutico.
Física dos Oceanos: Investiga a dinâmica oceânica, incluindo correntes, marés e interação entre oceano e atmosfera, fundamental para o entendimento do clima e dos ecossistemas marinhos.
Física do Solo: Examina as propriedades físicas dos solos, como permeabilidade e estrutura, essenciais para a agricultura e conservação ambiental.
Física do Clima: Analisa os processos físicos que governam o clima da Terra, incluindo transferência de calor e sistemas atmosféricos, para melhorar as previsões climáticas e modelar mudanças climáticas.
Biofísica: Explora processos biológicos por meio de princípios físicos, abordando temas como a estrutura de proteínas, fluxo de íons e mecânica do DNA, usando mecânica quântica e termodinâmica.
Geofísica: Aplica métodos físicos para estudar a estrutura da Terra, incluindo sismologia, magnetismo terrestre e tectônica de placas, crucial para a compreensão de terremotos e atividade vulcânica.
Neurofísica: Examina o sistema nervoso sob uma perspectiva física, investigando a transmissão de sinais neurais e o processamento elétrico, ajudando a entender o funcionamento cerebral e a atividade neuronal.
Fisicoquímica: Embora próxima da química, a fisicoquímica aplica princípios físicos para estudar reações químicas e propriedades moleculares, como termodinâmica e cinética.
Física Ambiental: Aplica princípios físicos ao estudo ambiental, analisando a dispersão de poluentes, o ciclo da água e o impacto da energia solar nos ecossistemas.
Física de Materiais: Estuda propriedades mecânicas, elétricas e ópticas dos materiais, essencial para o desenvolvimento de novos materiais como semicondutores e supercondutores.
Física Forense: Utiliza técnicas físicas em investigações criminais, como balística, reconstrução de acidentes e datação de materiais através de isótopos.
Agrofísica: Aplica a física na agricultura, analisando processos como estrutura do solo, dinâmica de nutrientes nas plantas e transferência de calor em culturas.
Psicofísica: Explora a relação entre estímulos físicos e percepções sensoriais, analisando como o cérebro interpreta estímulos como luz e som.
Física Computacional: Usa simulações e modelos matemáticos para resolver problemas complexos, sendo essencial em áreas como modelagem climática e simulação de partículas.
Astrobiologia e Física da Vida no Espaço: Explora a possibilidade de vida em outros planetas e como organismos vivos se adaptam a condições extremas no espaço.
Sociodinâmica (ou Sociofísica): Aplica métodos da física estatística para analisar fenômenos sociais, como a propagação de opiniões e o comportamento coletivo.
Econofísica: Usa teorias físicas, especialmente da estatística, para modelar sistemas econômicos complexos e fenômenos financeiros como flutuações de mercado e crises financeiras.
Impacto da Expansão da Física
Essa expansão da física em novas aplicações demonstra sua versatilidade e relevância, pois oferece ferramentas e modelos capazes de analisar e entender fenômenos complexos em um amplo espectro de disciplinas, das ciências naturais e medicina até as ciências sociais e economia. Ao adotar abordagens físicas, essas áreas se beneficiam de maior precisão em seus métodos e uma compreensão mais profunda dos fenômenos que estudam, o que contribui significativamente para o avanço científico e tecnológico.
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