A física é uma ciência exata, teórica e experimental que estuda as propriedades da matéria, energia, tempo e espaço e a interação entre eles. Procure a exatidão e precisão em suas conclusões e que elas podem ser verificadas por meio de experimentos.
Explica fenômenos naturais por meio de leis, não incluindo aquelas que modificam a estrutura molecular dos corpos. Está intimamente relacionado com a matemática, depende dela para expressar o estudo da realidade que te ocupa. Por outro lado, inclui dentro
Seu campo de estudo é a química, a biologia e a eletrônica, além de explicar seus fenômenos.
A Física estuda os fenômenos da matéria baseando suas teorias na mecânica clássica de onde estuda as leis que regem o movimento, na eletrodinâmica clássica para o estudo das cargas eletromagnéticas, na termodinâmica para o estudo do calor e formas de energia., Na mecânica quântica que estudar a natureza em escalas Espaço pequeno e na estatística para estudar frequências e probabilidades de ocorrência de fenômenos físicos.
Ramos da física clássica
A física, para o estudo da realidade, é dividida em três grandes ramos que permitem estudar os fenômenos naturais a partir de um aspecto específico da realidade, são eles:
- Física clássica
- Física moderna e
- Física contemporânea.
O que é considerado física clássica?
A física clássica compreende os estudos e teorias anteriores ao surgimento da mecânica quântica. É também chamada de física newtoniana porque confiar nas leis de Newton relativos ao movimento sobre os objetos.
A Física Clássica estuda fenômenos que têm uma velocidade menor que a velocidade da luz e cujas escalas espaciais são menores que o tamanho de átomos e moléculas.
A física clássica compreende as seguintes disciplinas:
Mecânica clássica:
Ciência que estuda as leis do movimento de Newton, referindo-se ao comportamento de corpos físicos muito pequenos em repouso e em baixas velocidades em relação à velocidade da luz.
Tanto a mecânica clássica quanto a física clássica em geral são baseadas nas leis de Newton, particularmente na referindo-se ao movimento dos corpos no universo.
Termodinâmica:
É a ciência responsável pela descrição dos estados de equilíbrio termodinâmico ao nível macroscópico. A termodinâmica é responsável por estudar a interação entre o calor e outras formas de energia. As variáveis que ele usa para descrever diferentes situações são temperatura, pressão, volume e número de moles.
Meios Equilíbrio térmico aquele estado em que as temperaturas de dois corpos são iguais, com temperaturas iniciais diferentes e que uma vez equacionadas as temperaturas, o fluxo de calor é suspenso, atingindo ambos os corpos o referido equilíbrio térmico.
Como exemplo temos a utilização do termômetro, instrumento que determina sua própria temperatura. Assim, para saber a temperatura de outro corpo ou substância, ambos são colocados em equilíbrio térmico. Sabendo que em equilíbrio térmico tanto o corpo quanto o termômetro estão na mesma temperatura, a temperatura indicada pelo termômetro também será a temperatura do corpo em comparação.
O estudo da reação dos sistemas às mudanças em seu ambiente é útil em uma ampla variedade de ramos da ciência e da engenharia ... Aqui estão algumas das aplicações da termodinâmica:
Na engenharia de materiais, eles operam calor e transferência de energia às matérias-primas para a fabricação de novos materiais. Como exemplo, temos o processo de queima a alta temperatura de uma peça de cerâmica cujas propriedades finais dependerão justamente da temperatura a que foi submetida.
A nível industrial, temos o processo de pasteurização e fabricação de queijo e manteiga por meio de transferência de calor. Na indústria do aço, diferentes tipos de aço são obtidos pela fusão de várias substâncias em fornos de temperaturas extremamente altas.
Eletromagnetismo:
Os fenômenos elétricos e magnéticos são estudados e unificados em uma única teoria por meio do eletromagnetismo. Michael Faraday e James Clerk MaxwelEle foi o primeiro expoente de sua fundação.
O eletromagnetismo é baseado nas quatro equações diferenciais vetoriais de Maxwell, que relacionam os campos elétricos e magnéticos às suas respectivas fontes materiais.
A teoria eletromagnética inclui corrente elétrica, polarização elétrica e polarização magnética. Fenômenos físicos macroscópicos envolvendo cargas elétricas em repouso e em movimento e os efeitos dos campos magnéticos e elétricos sobre substâncias líquidas, sólidas e gasosas são objetos de descrição do eletromagnetismo.
Exemplos do uso de eletromagnetismo são evidenciados no motores e geradores elétricos, que são dispositivos utilizados para a conversão de energia mecânica em energia elétrica ou vice-versa.
Gerador, alternador ou dínamo é o nome dado ao dispositivo que converte energia mecânica em energia elétrica. Motor é o dispositivo que transforma energia elétrica em energia mecânica.
Como exemplo de eletromagnetismo nós temos a bússola. O movimento das agulhas é baseado nos princípios magnéticos dos pólos terrestres e nos princípios elétricos devido à interação e fricção que gera.
A ótica:
A geração de radiação eletromagnética, suas propriedades e sua interação com a matéria, especialmente sua manipulação e controle, é o que a óptica física é responsável por estudar.
A luz é a faixa de comprimentos de onda eletromagnética que o olho humano pode perceber e é precisamente a ótica que é responsável por seu estudo. É orientado para a descoberta e aplicação de novos fenômenos. Com base nele, os pesquisadores usam e desenvolvem fontes de luz em todo o espectro eletromagnético.
A óptica teve um impacto na instrumentação, comunicações e metrologia.
Acústica:
A acústica é um ramo da física que trata do estudo das ondas mecânicas propagadas pela matéria em qualquer um de seus estados (sólido, líquido ou gasoso) por meio de modelos físicos e matemáticos.
A acústica estuda tudo o que diz respeito à produção, transmissão, armazenamento, percepção ou reprodução do som. A engenharia acústica trata das aplicações tecnológicas da acústica.
Como exemplos de física acústica podemos citar:
1. Dispositivos eletrônicos para tornar a comunicação mais eficaz.
2. No campo da medicina, tem sido eficaz na criação de imagens
do corpo humano por ultrassom.
3. Os microfones
Dinâmica de fluidos:
A mecânica dos fluidos é um sub-ramo da mecânica contínua que trata do estudo do movimento dos fluidos (líquidos e gases) e das forças que os causam.
Na química, engenharia civil, industrial, aeronáutica, meteorologia, construção naval e oceanografia, a intervenção da mecânica dos fluidos é de fundamental importância.
física moderna
Este ramo, também chamado de física quântica, começou em início do século XNUMX. Com a proposta do físico alemão Max Planck (1858-1947) na qual ele explicava que em um corpo escuro a radiação é medida pela luz. É baseado na teoria quântica que surgiu em 1900 e na teoria da relatividade em 1905.
Albert Einstein, em 1905, reforçou a teoria quântica e em 1920 foi chamada de mecânica quântica como um ramo da física. Trata-se de fenômenos que ocorrem em velocidades próximas à da luz, ou cujas escalas espaciais são da ordem de átomos e moléculas.
Estude as características, comportamento e radiação de partículas no nível atômico e subatômico. A mecânica quântica juntamente com a Teoria da Relatividade constituem o que hoje chamamos de física moderna.
Física contemporânea
Seu início está localizado no final do século XNUMX e início do século XNUMX, ou seja, vivemos a era da física contemporânea. A física contemporânea lida com o estudo da complexidade da natureza, fenômenos em escala nanoscópica e processos fora do equilíbrio termodinâmico. É a teoria do caos e turbulência.