Física

A Física é uma área da ciência que estuda os fenômenos da natureza por uma perspectiva experimental e por uma perspectiva matemática.

A Física é uma ciência da natureza que explica diversos fenômenos por meio da Matemática.

Física é uma das áreas de conhecimento primordiais da humanidade, responsável por observar, explicar, experimentar e formular as leis que regem a natureza. Ela é subdividida em duas grandes áreas: a Física Clássica, que estuda os fenômenos ocorridos a velocidades muito inferiores à velocidade da luz, e a Física Moderna, que estuda os fenômenos ocorridos a velocidades altas ou proximas à velocidade da luz.

Resumo sobre Física

A Física é uma importante área de estudo dos fenômenos da natureza.
Ela é dividida em duas grandes áreas: Física Clássica e Física Moderna.
A Física Clássica investiga os estudos formulados da Grécia Antiga até antes do século XX.
A Física Moderna investiga os estudos formulados a partir do século XX até os dias atuais.
A Física Clássica é subdividida em Mecânica, Termologia, Eletromagnetismo, Óptica e Ondulatória.
A Física Moderna é subdividida em Relatividade e Mecânica Quântica.
A equação da segunda lei de Newton, , é considerada uma das fórmulas mais importantes da Física Clássica.
A a equação de Schrödinger unidimensional independente do tempo, , é considerada uma das fórmulas mais importantes da Física Moderna.
O termoscópio foi uma das primeiras invenções da humanidade, criado em meados do século I a.C. por Philo de Bizâncio (280-220 a.C.).

Quais são as áreas da Física?

Física, do grego physiké, cujo significado é “natureza”, é uma das ciências da natureza, pois estuda os fenômenos por uma perspectiva experimental e por uma perspectiva matemática. A Física é dividida em duas grandes áreas, a Física Clássica e a Física Moderna, por razões históricas e científicas.

→ Física Clássica

A Física Clássica é a área da Física que abrange os estudos desenvolvidos desde a Grécia Antiga até antes do século XX, concluída com o estudo das equações de Maxwell. Ela é normalmente dividida em cinco áreas: Mecânica, Termologia, Eletromagnetismo, Óptica e Ondulatória.

Mecânica: investiga os movimentos dos corpos na Terra e imersos em fluidos. Ela é subdividida em Cinemática, Dinâmica e Hidrostática.

Termologia: investiga as características, propriedades e comportamentos dos fenômenos associados a temperatura, calor e pressão. Ela é subdividida em Termometria, Calorimetria e Termodinâmica.
Eletromagnetismo: investiga as características, propriedades e comportamentos dos fenômenos elétricos e magnéticos. Ela é subdividida em Eletrostática, Eletrodinâmica e Magnetismo.
Óptica: investiga as características, propriedades e comportamentos dos fenômenos associados à luz. Ela é subdividida em Óptica Geométrica e Óptica Física.
Ondulatória: investiga as características, propriedades e comportamentos dos fenômenos associados às ondas.

→ Física Moderna

A Física Moderna é a área da Física que abrange os estudos desenvolvidos a partir do século XX até a atualidade. Ela é principalmente dividida em duas áreas: Relatividade e Mecânica Quântica.

Relatividade: investiga os fenômenos ocorridos a velocidades próximas à velocidade da luz e a relação existente entre o tempo e espaço. Ela é subdividida em Relatividade Restrita e Relatividade Geral.
Mecânica Quântica: investiga os fenômenos ocorridos nas escalas subatômicas e atômicas. Por ser uma área relativamente nova, suas subdivisões ainda estão em andamento.

Para que serve a Física e qual a sua importância?

A Física é importante porque ela investiga as leis que regem a natureza, possibilitando a compreensão do universo ao nosso redor e o desenvolvimento de tecnologias para a manutenção e proteção da vida terrestre.

Por meio do estudo da Física, o homem conseguiu realizar vários feitos, como sair do planeta, investigar os confins do oceano, desenvolver aviões, carros, navios, telescópios, termômetros, televisores, celulares e toda a tecnologia que usamos diariamente.

Descobertas importantes da Física

São inúmeras as descobertas científicas obtidas pelo estudo da Física. Abaixo, listamos algumas delas cronologicamente:

Século I a.C.: invenção do primeiro termoscópio por Philo de Bizâncio (280-220 a.C.).
Século I d.C.: invenção da bússola pelos chineses.
1543: formulação do modelo heliocêntrico pelo astrônomo e matemático Nicolau Copérnico (1473-1543).
1609-1619: formulação das leis de Kepler por Johannes Kepler (1571-1630).
1686: formulação da teoria da gravitação universal por Isaac Newton (1643-1727).
1687: formulação das leis de Newton por Isaac Newton.
1752: realização do experimento da pipa por Benjamin Franklin (1706-1790), que levou à criação do para-raios.
1803: teoria atômica de Dalton, por John Dalton (1766-1844).
1821: criação do primeiro motor elétrico contínuo por Michael Faraday (1791-1867).
1831: descoberta do fenômeno da indução eletromagnética por Michael Faraday.
1838: fabricação do primeiro motor elétrico por Moritz Hermann (1801-1874).
1895: descoberta dos raios X por Wilhem Röntgen (1845-1923).
1896: descoberta da radioatividade por Antoine Becquerel (1852-1908).
1897: descoberta do elétron por Joseph John Thomson (1856-1940).
1898: modelo atômico de Thomson, por Joseph John Thomson. Divulgação da existência dos elementos polônio e rádio por Marie Curie (1867-1934) e Pierre Curie (1859-1906).
1900: apresentação da radiação de corpo negro por Max Planck (1858-1947).
1905-1915: formulação da teoria da relatividade restrita e geral por Albert Einstein (1879-1955), que contribui para a calibração do GPS.
1905: comprovação do efeito fotoelétrico por Albert Einstein (1879-1955), que possibilita o funcionamento das portas automáticas em shoppings.
1911: modelo atômico de Rutherford, por Ernest Rutherford (1871-1937).
1913: modelo atômico de Bohr, por Niels Bohr (1885-1962).
1919: descoberta do próton por Ernest Rutherford.
1926: modelo atômico quântico, desenvolvido por Erwin Schrödinger (1887-1961).
1932: descoberta do nêutron por James Chadwick (1891-1974).
2015: comprovação das ondas gravitacionais previstas pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein.
2020: descoberta de um objeto compacto supermassivo no centro de nossa galáxia por Andrea Ghez (1965-) e Reinhard Genzel (1952-).

Saiba mais: Como se deu a evolução dos modelos atômicos?

Fórmulas importantes da Física

→ Fórmulas da Mecânica

◦ Fórmula da velocidade média

Na Cinemática, uma das fórmulas mais importantes é a da velocidade média:

→ velocidade média, medida em .
→ diferença entre a posição final e a posição inicial do objeto, medida em metros .
→ diferença entre o tempo final e o tempo inicial do objeto, medida em segundos .

◦ Fórmula da segunda lei de Newton

Na Dinâmica, uma das fórmulas mais importantes é a da segunda lei de Newton:

F → força, medida em Newton .
m → massa, medida em quilograma .
a → aceleração da gravidade, medida em .

◦ Fórmula do princípio de Stevin

Na Hidrostática, uma das fórmulas mais importantes é a do princípio de Stevin:

→ pressão manométrica, variação da pressão absoluta com a pressão atmosférica, medida em Pascal .
d → densidade ou massa específica do fluído, medida em .
g → gravidade, medida em .
h → altura, medida em metros .

→ Fórmulas da Termologia

◦ Fórmula das escalas termométricas

Na Termometria, uma das fórmulas mais importantes é a das escalas termométricas:

→ temperatura na escala Celsius, medida em .
→ temperatura na escala Fahrenheit, medida em .
→ temperatura na escala Kelvin, medida em .

◦ Fórmula do calor latente

Na Calorimetria, uma das fórmulas mais importantes é a do calor latente:

Q → quantidade de calor, medida em Joule ou calorias .
m → massa, medida em quilograma ou gramas .
L → calor latente, medido em ou .

◦ Fórmula da primeira lei da Termodinâmica

Na Termodinâmica, uma das fórmulas mais importantes é a da primeira lei da Termodinâmica:

→ variação da energia interna, medida em Joule .
Q → quantidade de calor, medida em Joule ou calorias .
W → trabalho, medido em Joule .

→ Fórmulas do Eletromagnetismo

◦ Fórmula da lei de Coulomb

Na Eletrostática, uma das fórmulas mais importantes é a da lei de Coulomb:

F → força de interação entre as partículas eletricamente carregadas, medida em Newton .
e → módulos das cargas das partículas, medidos em Coulomb .
d → distância entre as cargas, medida em metros .
k → constante eletrostática do meio, medida em .

◦ Fórmula da primeira lei de Ohm

Na Eletrodinâmica, uma das fórmulas mais importantes é a da primeira lei de Ohm:

R → resistência elétrica, medida em Ohm .
U → diferença de potencial (ddp), medida em Volts .
i → corrente elétrica, medida em Ampére .

◦ Fórmula da lei de Faraday-Lenz

No Magnetismo, uma das fórmulas mais importantes é a da lei de Faraday-Lenz:

→ força eletromotriz induzida, medida em Volt .
→ variação de fluxo magnético, medida em Weber ou .
→ variação de tempo, medida em segundos .

→ Fórmulas da Óptica

◦ Fórmula da lei de Snell-Descartes

Na Óptica Geométrica, uma das fórmulas mais importantes é a da lei de Snell-Descartes:

→ índice de refração do meio 1.
→ seno do ângulo de incidência, medido em graus.
→ índice de refração do meio 2.
→ seno do ângulo de refração, medido em graus.

◦ Fórmula do princípio de Huygens

Na Óptica Física, uma das fórmulas mais importantes é a do princípio de Huygens:

n → índice de refração do meio.
c → velocidade da luz no vácuo, com valor de .
v → velocidade da luz no meio, medida em .

→ Fórmulas da Ondulatória

◦ Fórmula do efeito Doppler

Na Ondulatória, uma das fórmulas mais importantes é a do efeito Doppler:

→ frequência percebida, ou frequência Doppler, medida em Hertz .
→ frequência real, medida em Hertz .
→ velocidade do som, medida em .
→ velocidade do observador, medida em .
→ velocidade da fonte, medida em .

◦ Fórmula do período de uma onda

Outra fórmula muito importante da Ondulatória é a do período de uma onda:

T → período, medido em segundos .
f → frequência, medida em Hertz .

◦ Fórmula da frequência de uma onda

Outra fórmula muito importante da Ondulatória é a da frequência de uma onda:

f → frequência, medida em Hertz .
T → período, medido em segundos .

→ Fórmulas da Relatividade

◦ Fórmula da relatividade restritita

Na relatividade restrita, uma das fórmulas mais importantes é a da dilatação do tempo:

→ tempo do corpo em movimento.
→ tempo do corpo em repouso.
→ fator de Lorentz.

◦ Fórmula da relatividade geral

Na relatividade geral, uma das fórmulas mais importantes é a da relação geral de Einstein entre a massa e a energia:

E → energia de uma ou várias partículas, também chamada de energia relativística, medida em Joule .
m → massa de uma ou várias partículas, medida em quilograma .
c → velocidade da luz no vácuo, com valor de .

→ Fórmula da Mecânica Quântica

Na Mecânica Quântica, uma das fórmulas mais importantes é a equação de Schrödinger unidimensional independente do tempo:

→ constante de Planck h dividida por 2π .
m → massa da partícula.
→ função da energia potencial.
→ função de onda independente do tempo, em função da coordenada x.
→ derivada parcial de segunda ordem da função de onda independente do tempo, em função da coordenada x.
E → energia do sistema.

Veja também: Quais são as principais fórmulas de Física para o Enem?

Exercícios resolvidos sobre Física

Questão 1

(UFTM) Analisando as leis de Newton, pode-se concluir corretamente que:

A) O movimento retilíneo e uniforme é consequência da aplicação de uma força constante sobre o corpo que se move.

B) A lei da inércia prevê a existência de referenciais inerciais absolutos, em repouso, como é o caso do centro de nossa galáxia.

C) Para toda ação existe uma reação correspondente, sendo exemplo dessa circunstância a força normal, que é reação à força peso sobre objetos apoiados em superfícies planas.

D) Se um corpo é dotado de aceleração, esta certamente é consequência da ação de uma força ou de um conjunto de forças de resultante diferente de zero agindo sobre o corpo.

E) A força centrífuga é uma força que surge em decorrência da lei da inércia sobre corpos que obedecem a um movimento circular e que têm como reação a força centrípeta.

Resolução:

Alternativa D.

De acordo com a segunda lei de Newton, se um corpo é dotado de aceleração, esta certamente é consequência da ação de uma força ou de um conjunto de forças de resultante diferente de zero agindo sobre o corpo.

Questão 2

(Enem) Nas estradas brasileiras existem vários aparelhos com a finalidade de medir a velocidade dos veículos. Em uma rodovia, cuja velocidade máxima permitida é de 80 km h⁻¹, um carro percorre a distância de 50 cm entre os dois sensores no tempo de 20 m/s. De acordo com a Resolução n. 396, do Conselho Nacional de Trânsito, para vias com velocidade de até 100 km h⁻¹, a velocidade medida pelo aparelho tem a tolerância de +7 km h⁻¹ além da velocidade máxima permitida na via. Considere que a velocidade final registrada do carro é o valor medido descontado o valor da tolerância do aparelho.

Nesse caso, qual foi a velocidade final registrada pelo aparelho?

A) 38 km/h

B) 65 km/h

C) 83 km/h

D) 90 km/h

E) 97 km/h

Resolução:

Alternativa C.

Primeiramente, converteremos de centímetros para metros:

50 cm = 0,5 m

Então, calcularemos a velocidade média durante o percurso, por meio da fórmula:

Substituiremos o símbolo mili (m) pelo seu valor de , então: