O que é a Física?

Vamos pensar sobre o que é a física e quais são os tópicos abordados no curso introdutório.

O que é a Física?

Honestamente, é difícil de definir exatamente o que é a Física. A Física está em constante mudança à medida progredimos e fazemos novas descobertas. As novas teorias trazem-nos não só novas respostas, mas também novas perguntas que podem nem ter feito sentido com base em teorias anteriores. Isto torna a Física interessante, mas também faz com que as tentativas de definir a Física sejam feitas com base em generalizações daquilo que a Física já foi, em vez daquilo que pode vir a ser em algum ponto do futuro.

Dito isto, as definições são úteis. Por isso, se é uma definição que queres, é a definição que vais ter. Grande parte das vezes, os físicos tentam fazer o seguinte:

Definir com precisão as quantidades mensuráveis mais fundamentais do universo (por exemplo: velocidade, campo eléctrico, energia cinética). Historicamente, grande parte do esforço da Física tem sido em encontrar uma descrição mais fundamental do universo, tal como podes ver na imagem abaixo.
Existem algumas quantidades mensuráveis que não são consideradas fundamentais, como a população da Irlanda ou a bolsa de valores. Embora essas quantidades sejam mensuráveis, e teoricamente possam ser descritas usando uma aplicação impensável e complexa das leis fundamentais da Física, tipicamente não iríamos considerar essas teorias como sendo Física. Exatamente onde a linha que separa fundamental de não fundamental é traçada muda com a história e é sempre um bocado vago.
Pensa que se respondesses com a palavra "porquê?" a todas as explicações de um professor, muito provavelmente a última melhor resposta científica que ele ou ela te daria seria uma lei da Física, assumindo que não eras expulso do gabinete deles antes disso.
Encontrar relações entre essas quantidades fundamentais medidas (por exemplo: Leis de Newton, conservação da energia, relatividade restrita). Estes padrões e correlações são expressos usando palavras, equações, gráficos, tabelas, diagramas, modelos, e quaisquer outros meios que nos permitam expressar uma relação de uma forma a que os humanos possam usar e compreender melhor.
Quer acredites quer não, os princípios, gráficos, leis, e equações usados na Física não foram criados para tornar a explicação do universo mais difícil; eles servem para tornar mais fácil de explicar o universo e de ilustrar precisamente os padrões que são encontrados nele. Isto pode servir de pouco consolo a um aluno de Física com dificuldades e com um conjunto aparentemente aleatório de definições e equações, mas tenta lembrar-te de que por debaixo de todos aqueles símbolos matemáticos intimidantes e por vezes desconhecidos, normalmente existe uma ideia conceptual simples. A Matemática simplesmente torna possível formular uma ideia conceptual de uma forma muito precisa e concisa.

Crédito da imagem: Adventures Inside the Atom, 1948 General Electric, George Roussos (domínio público)

Resumir a Física a apenas duas coisas é uma simplificação grande, embora explique alguns dos pontos mais aliciantes daquilo que os físicos fazem e como é que os fazem. Mas tentar descrever o universo complexo com leis simples e esclarecedoras é do que a física se ocupa. Apesar de tudo, tentar descrever a actividade complexa de um físico com uma definição simples e clara talvez não tenha sido assim tão má ideia.

O que é que irei aprender estudando Física na Khan Academy?

Na Física, queremos explicar porque é que os objetos se deslocam da maneira que se deslocam. No entanto, seria difícil de te explicar o movimento se não soubesses como descrever um movimento. Por isso, primeiro, nos tópicos Movimento a uma dimensão e Movimento a duas dimensões, vamos aprender como é que podemos descrever com precisão o movimento de objetos, e prever o seu movimento em alguns casos especiais.

Uma vez capazes de descrever um movimento, vamos aprender em Forças e Leis de Newton como é que o conceito de força nos permite explicar porque é que o movimento de um objeto varia.

Vamos continuar a dominar e a expandir a nossas capacidades mostrando que as leis da conservação são uma forma alternativa de explicar o movimento de um objeto. As leis da conservação fornecem constrangimentos na forma como o movimento de um sistema pode variar. A conservação da energia será aprendida em Trabalho e energia, e a conservação do momento será aprendida em Colisões e momento linear.

Até esse ponto vamos considerar maioritariamente objetos que não têm movimento rotacional, por isso em Momentos, torque, e momento angular vamos aprender como descrever e explicar o movimento rotacional e aprender uma nova lei da conservação—conservação do momento angular.

Depois deste ponto, vamos estender aquilo que aprendemos sobre o movimento, forças, e leis da conservação para analisar como é que podemos lidar com uma variedade de novas forças e fenómenos. Vamos aprender como é que podemos lidar com líquidos e gases em Fluidos e Termodinâmica. Depois em Eletricidade e Magnetismo vamos aprender duas novas forças—a força elétrica e a força magnética. Em Circuitos vamos ver como é que as forças elétricas geram fluxos de corrente. Em Ótica vamos investigar as maneiras em que as ondas eletromagnéticas (isto é, luz) são capazes de se curvar e refletir. Assim que aprendermos sobre a luz, passamos à teoria da Relatividade restrita de Einstein. E isto é só para citar alguns.

No final deves ter uma boa noção da Física introdutória e deves ser capaz de usar as ferramentas matemáticas que os físicos usam para descrever e explicar o universo. Mas não há sumário possível que seja capaz de descrever todos os aspetos interessantes e poderosos da física. A melhor maneira de descobrires é embarcando neste desafio e veres por ti próprio.

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