Antes de falarmos nos princípios da Física, vamos ver qual é a definição da matéria e como ela é dividida no âmbito escolar. Física é a ciência que tem por objetivo fazer o estudo da natureza e dos fenômenos naturais. Estudo esse baseado nos seguintes objetivos: especulativo, prático, esclarecedor e de grandes físicas.
O primeiro deles, o especulativo, tenta entender os “mistérios” da natureza, assim como, a relação do homem com o universo, com o mundo. Ainda dentro deste objetivo, se mostra que não é possível rotular as descobertas dessas relações, porque tudo é relativo e suscetível.
Já no objetivo prático do estudo da Física, a ideia é usar as tecnologias para criar um mundo melhor para o ser humano. Os trabalhos práticos são feitos com o objetivo principal de melhorar a qualidade de vida.
Enquanto o objetivo esclarecedor da Física avalia a causa e efeito de determinados fenômenos, deixando de lado crendices e superstições. Pontuando que existe uma diferença entre os dois casos.
As grandezas físicas são usadas para classificar qualquer coisa que possua variante na sua quantidade, isto é, são as unidades de medidas. Elas são divididas em: grandezas escalares, que compreende os números reais e suas unidades de medida e as grandezas vetoriais – módulo sentido e direção.
Nos bancos da escola, a Física foi dividida da seguinte forma, em relação ao que é estudado: Mecânica (movimento e causas), Termologia (calor), Acústica (o som), Óptica (luz), Eletricidade (eletricidade) e Moderna (tudo com data depois de 1900).
Os Princípios da Física Moderna – Princípio da Relatividade
Vamos fazer um estudo de trás para frente e iniciar pelo o que tem de mais novo, a Física Moderna, aquela que faz estudos depois de 1900.
A afirmação era clara “se eu viajar lado a lado com um raio de luz, com a velocidade (velocidade da luz no vácuo), eu deveria observar esse raio como um campo eletromagnético em repouso, oscilando espacialmente (como uma corda de violão). Entretanto, tal fenômeno é impossível, tanto de acordo com os experimentos quanto com as equações de Maxwell.”
E foi na Física Moderna, que o “problema” foi pensado por Albert Einstein. Com base na física newtoniana, que diz “para alcançarmos uma onda que se move com uma dada velocidade, tudo o que devemos fazer é nos movermos um pouco mais rapidamente que a onda” ou ainda, se a velocidade do homem for igual a da onda, está irá parecer imóvel. Uma constatação fácil para um surfista.
Porém, se para a física de Newton não existe “nada de especial na velocidade da luz”, o mesmo não disse Maxwell, “a luz está sempre em movimento”. Neste caso, chegamos a um conflito de ideias. Porém, a Física se renova, com “novas verdades” e a conclusão de que a velocidade da luz é idêntica a qualquer outra velocidade não foi mais levada em consideração.
Albert Einstein prosseguiu os seus estudos em relação aos princípios anteriores e chegou à seguinte solução: “a velocidade da luz no vácuo não é como qualquer outra velocidade, mas é especial”. E continuou afirmando que, a velocidade da luz é um limite de causas na natureza, sendo a maneira mais rápida que uma informação pode viajar. E acrescentou que a velocidade da luz não depende da velocidade do seu ponto inicial. Com isso, Maxwell teve a sua teoria reconsiderada como Princípio da Relatividade.
A Revolução Científica de Galileu
Um passo a frente e um passo atrás, não é possível prosseguir falando de Física, sem ressaltar a revolução científica feita por Galileu, durante o Renascimento. Não só por ele, mas por outros nomes importantes como Nicolau Copérnico, e o heliocentrismo (o homem não é o centro do Universo, ciência e religião devem estar separadas); Tycho Brahe, e as observações astronômicas (modelo de órbita dos planetas).
Graças a Galileu Galilei o heliocentrismo foi aceito, porque ele proporcionou a possibilidade de ver o sistema solar com um telescópio, descobrindo quatro dos satélites de Júpiter e ainda Vênus e suas fases. Podemos dizer que foi ele quem abriu as portas para a Física Moderna.
Galileu revolucionou as leis do movimento, afirmando que “todos os corpos sem atrito caem com a mesma velocidade”. E ainda, escreveu qual o conceito de inércia. Tal afirmação foi usada mais tarde por Isaac Newton.
A Mecânica Quântica – Um dos Principais Pilares da Física Moderna
O que é o Princípio da Mecânica Quântica? É uma das subdivisões da Física nos bancos escolares. Foi estudada por Max Planck (1858-1947) e analisa o comportamento da energia e da matéria nas escalas subatômicas e atômicas. Pode ser considerado um “resumo” do que foi estudado por Newton na Mecânica Clássica e por Albert Einstein, na Teoria da Relatividade Feral.
A Física Moderna aceitou a Mecânica Quântica de maneira geral e a sua parte mais importante para demais estudos é a conclusão que, “a energia de um sistema não é algo que varie continuamente, mas sim, discretamente”. Daí surgem novos princípios, como o Princípio da Incerteza, de Heisenberg, em 1927. Consiste em “produto da incerteza associada ao valor de uma coordenada xi e a incerteza associada ao seu correspondente momento linear PI não pode ser inferior, em grandeza, à constante de Planck normalizada”.
Outro Princípio que está dentro da Mecânica Quântica é o princípio de exclusão de Wolfgang Pauli, em 1925. Consiste em “dois férmions idênticos não podem ocupar o mesmo estado quântico”.
Outros Princípios da Física
- “Dois corpos distintos não podem ocupar o mesmo lugar no espaço e ao mesmo tempo.”
- “A velocidade da luz é uma constante universal.”
- Princípio da conservação da massa (1760 a primeira publicação) e tornou-se conhecida através do francês Lavoisier. “Em qualquer sistema, químico ou físico, nunca se cria e nem se elimina matéria, apenas é possível transformá-la.”
- Princípio da conservação do momento linear faz parte das grandezas físicas.
- Princípio da conservação de energia – “a energia pode apenas transforma-se”
