A física é a ciência que estuda as propriedades e a estrutura da matéria, as formas de seu movimento, bem como suas transformações mútuas. A física é uma das disciplinas científicas mais fundamentais e tem como principal objetivo compreender como o universo se comporta.
A física é talvez a ciência fundamental mais importante da natureza porque com a sua ajuda qualquer outro fenómeno físico encontrado noutras ciências naturais, como a química ou a biologia, pode ser explicado em princípio.
Física clássica
A física clássica inclui ramos e assuntos tradicionais que foram bem desenvolvidos antes do início do século 20: mecânica clássica, acústica, óptica, termodinâmica e eletromagnetismo.
Mecânica clássica
A mecânica clássica trata de corpos movidos por forças e corpos em movimento e pode ser dividida em:
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Estática: o estudo das forças que atuam sobre um corpo imóvel.
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Cinemática : é o estudo do movimento sem levar em conta o que o causa.
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Dinâmica : é o estudo do movimento e das forças que o afetam.
A mecânica também pode ser dividida em: mecânica dos sólidos e mecânica dos fluidos, esta última inclui ramos como: hidrostática, hidrodinâmica, aerodinâmica e pneumática.
Neste campo, vale destacar a importância das três leis de Newton desenvolvidas por Sir. Isaac Newton baseado nas obras de Galileu Galilei. Com essas leis juntamente com a gravitação universal transformaram a forma de ver o mundo físico.
Acústica
Acústica é o estudo de como o som é produzido, controlado, transmitido e recebido .
Ramos importantes da acústica incluem:
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Ultrassom, o estudo de ondas sonoras com frequência muito alta, além do alcance da audição humana
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Bioacústica, chamada física animal e auditiva
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Eletroacústica, manipulação de ondas sonoras auditivas usando eletrônica.
Óptica
Óptica é o estudo da luz, referindo-se não apenas à luz visível, mas também à radiação infravermelha e ultravioleta.
Termodinâmica
A termodinâmica é o ramo da física que trata das relações entre o calor e outras formas de energia.
Eletromagnetismo
Uma corrente elétrica gera um campo magnético e um campo magnético induz uma corrente elétrica. A eletrostática lida com cargas elétricas em repouso, a eletrodinâmica com cargas em movimento e a magnetostática com pólos magnéticos em repouso.
Física moderna
Grande parte da física moderna está preocupada com o comportamento da matéria e da energia sob condições extremas ou em escala muito grande ou muito pequena (por exemplo, o estudo da física atômica e nuclear).
A física de partículas elementares (ou física de altas energias) está em uma escala ainda menor porque se refere às unidades básicas da matéria. Nesta escala, as noções habituais de espaço, tempo, matéria e energia já não são válidas.
A mecânica quântica (ou física quântica) lida com fenômenos nos níveis atômico e subatômico e com os aspectos complementares de partículas e ondas na descrição desses fenômenos.
Teoria da relatividade
A teoria da relatividade refere-se à descrição de fenômenos que ocorrem em um sistema de referência que se move em relação a um observador.
Albert Einstein formulou esta teoria e concordou com Isaac Newton ao afirmar que as leis de Newton só poderiam ser aplicadas a fenómenos que se desenvolvem a baixas velocidades em comparação com a velocidade da luz.
Mais tarde surgiria a teoria quântica desenvolvida por Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, entre outros.
Física quântica
A física quântica é um ramo da física que descreve e estuda fenômenos que ocorrem em escalas extremamente pequenas, como átomos e partículas subatômicas.
Ao contrário da física clássica, que trata do mundo macroscópico, a física quântica concentra-se no comportamento da matéria e da radiação no domínio quântico. Baseia-se em princípios como a dualidade onda-partícula, o princípio da incerteza de Heisenberg, a superposição e o emaranhamento quântico.
A física quântica desafia a intuição clássica devido aos seus conceitos não intuitivos, como a capacidade das partículas de estarem em vários estados ao mesmo tempo, a interferência entre ondas de probabilidade e a correlação instantânea entre partículas emaranhadas.
Embora possa ser abstrata e complexa, a física quântica provou ser uma teoria altamente bem-sucedida, fornecendo a base para avanços tecnológicos como a eletrônica quântica, a computação quântica e a criptografia quântica.
Física nuclear
A física nuclear é um ramo da física que se concentra no estudo dos núcleos atômicos, ou seja, das partículas subatômicas que constituem o núcleo dos átomos. Esta disciplina preocupa-se em investigar as propriedades e comportamentos dos núcleos atômicos, bem como as interações que ocorrem entre eles.
Este ramo da física concentra-se em fenômenos como decaimento nuclear, fissão e fusão nuclear, radioatividade e reações nucleares. Além disso, também se preocupa em explorar as aplicações práticas da energia nuclear e os usos médicos das radiações ionizantes.
A física nuclear é fundamental para a compreensão da estrutura e funcionamento do núcleo atômico, que é essencial para a compreensão da natureza da matéria e da energia no nível subatômico.
Astronomia
A astronomia na física é uma disciplina que se concentra na aplicação dos princípios e leis fundamentais da física para compreender e explicar os fenômenos celestes e o comportamento dos objetos no universo.
Este ramo da astronomia baseia-se no uso de leis físicas, como a lei da gravidade de Newton e a teoria da relatividade de Einstein, para analisar e prever movimentos, interações e eventos que ocorrem no espaço.
Além disso, a astronomia na física também aborda questões relacionadas à energia, à radiação eletromagnética e à dinâmica dos sistemas astronômicos, permitindo uma compreensão mais profunda dos processos cósmicos.