O que é Física?

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Caso você pesquise o que é Física, poderá encontrar diversas definições. No dicionário Michaelis, por exemplo, ela é definida como "Ciência que estuda as propriedades gerais da matéria e suas leis no nível mais elementar." A palavra Física tem origem na grega “physis” que significa “natureza”, no entanto, podemos dizer que a Física foi algo que surgiu da curiosidade do homem, da sua vontade de entender as coisas, de dar um sentido menos místico para os fenômenos que estavam a sua volta.

 

Assim, se alguém perguntar a você o que é Física, diga que é a Ciência dos curiosos, de pessoas que tentaram, e ainda tentam, explicar alguns pedacinhos da natureza.

 

A Física é uma construção humana, e por isso, deve ser vista como algo histórico e social. Isto significa que não podemos dizer que todo o conhecimento produzido até então é neutro, muito pelo contrário, todos os filósofos e cientistas que surgiram e ainda irão surgir, buscarão responder questões, construir conhecimentos muito ligados às concepções de mundo que possuem, seus interesses ou interesses da comunidade científica e isso depende muito de questões que são externas à própria ciência, como fatores sociais, políticos e até econômicos. 

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O papel da Matemática na Física.

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Costuma se dizer que há muita matemática na Física e que os cálculos ocupam uma parte muito grande de todo processo de aprendizagem do conhecimento físico. De certa forma isso é verdade, assim como não podemos negar a importância da Matemática dentro da Física, porém devemos ter muito cuidado ao colocá-la como o centro das atenções.

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Na Grécia Antiga, com Aristóteles (384-322 a.C) e até antes disso, com os filósofos jônicos (Jônia era uma região de colonização grega localizada onde atualmente encontra-se a Turquia), já se produzia muito conhecimento físico (não estamos discutindo se o que foi produzido era correto ou não). Obviamente era um conhecimento um pouco diferente do que estamos acostumados hoje, era mais qualitativo, isto é, havia muito raciocínio, muitas tentativas de explicar os fenômenos através de concepções de mundo, de como o universo era estruturado e como as coisas deviam "funcionar", não se estava preocupado em quantificar, de fazer observações com objetivo de coletar dados e verificar se as hipóteses levantadas para explicar os fenômenos realmente condiziam com o que era observado.

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Aos poucos, principalmente com questões relacionadas à balística e a queda dos corpos, ao estudo geral do movimento, a matemática começou a fazer parte da Física. No século XVII, Galileu Galilei a incorporou de vez à estruturação do conhecimento físico. Galileu dizia que:

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“A matemática é o alfabeto com o qual Deus escreveu o universo.” 

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Para ele, a geometria era a linguagem preferencial do mundo e o pensamento era o recurso para sua estruturação teórica. Galileu é considerado o Pai da Ciência Moderna em virtude das ideias que possuía sobre como o conhecimento devia ser obtido.

 

De lá pra cá muito se confunde, não sabendo onde acaba a Matemática e onde começa a Física. Porém, devemos ter em mente uma coisa: a Matemática é uma parte fundamental do processo de estruturação do conhecimento na Física, ela não é apenas uma ferramenta que pode ser utilizada, desempenha um papel maior que isso. A Matemática é uma das formas com que os cientistas estruturam seus pensamentos, pois ela é a base da construção de modelos físicos.

 

Todavia, há também um outro lado. Einstein disse certa vez que:

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"Nenhum cientistas pensa com fórmulas."

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Sendo assim, apesar de toda a importância da Matemática, devemos também dar grande valor a criatividade, ao pensamento na sua forma mais livre na tentativa de entender um pouco mais sobre a natureza.

 

Dessa forma, pode-se entender o quão complexo é o papel da Matemática na Física, mas devemos sempre ter em mente que Física é muito mais que um conjunto de fórmulas complexas que vocês ficam tentando incansavelmente entender para que funciona. A Física é a incansável busca do homem pelo conhecimento relacionado à natureza, e a Matemática é uma das formas pelas quais podemos, ou pelo menos tentamos, entender o mundo.

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Discutindo conceitos

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Em Física usamos muitas palavras que talvez você já tenha empregado em outro contextos. Por exemplo: se eu perguntar o que é uma lei, certamente você terá uma ideia prévia do que isso significa. Então, nesse momento, vamos discutir alguns conceitos que serão usados largamente nas aulas de Física, e que aos poucos você deverá estar familiarizado.

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Quando estamos estudando um fenômeno físico, por exemplo, a queda de um objeto, podemos criar diversas explicações sobre o porque isso acontece. A isso damos o nome de hipótese, que nada mais é do que uma suposição a partir da qual você pode obter diversas consequências, que mais tarde podem se provar verdadeira ou falsas. Vamos definir alguns conceitos importantes:

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Princípio: a grosso modo, é uma ideia, uma proposição que não precisa ser demonstrada e a partir da qual se pode obter diversas consequências. Seria algo do tipo: "considera-se isso como verdade e isso sendo verdade, então isso e mais isso pode acontecer", mas você não precisa demonstrar que aquela primeira afirmação era de fato verdadeira. Entretanto, se um princípio for derrubado, todas as consequências obtidas a partir dele podem cair por terra.

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Lei: no sentido científico, é uma regra com base em algum fenômeno que ocorra com regularidade observada. Geralmente é expressa de forma matemática.

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Teoria: pode ser entendida como uma tentativa de explicar um fenômeno ou conjunto de fenômenos com base em hipóteses que podem ser testadas ou não, porém quanto mais falseada (significa ser testada com objetivo de verificar se ela pode ser falsa ou não) for uma teoria mais forte ela será. Deste modo, uma teoria é uma ideia que começou através de uma hipótese, mas que foi testada pela experiência e/ou pela observação, e passou por testes. Se uma teoria falha em um teste experimental ou observacional, ou até mesmo em um teste lógico, ela pode ser substituída por uma teoria melhor, mais completa, ou pode sofrer correções, melhorias. Às vezes uma teoria não consegue explicar um determinado fenômeno específico, mas consegue explicar um número grande de fenômenos parecidos. Até conseguirmos uma teoria mais abrangente ou melhor, ela permanecerá como a principal. Uma teoria não vale sempre, ela tem o que chamamos de limites de validade. Por exemplo: a Mecânica de Newton explica satisfatoriamente diversos fenômenos envolvendo velocidades e tamanhos do nosso cotidiano, mas para velocidades próximas a da luz (e até bem menos que isso) ela já não vale mais, pois traz resultados incorretos. Para tamanhos muito pequenos como na escala atômica ela também não funciona. O que você deve saber é que todas as teorias tem seus limites de validade. 

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Modelo físico: é um conjunto de conceitos interligados através de uma teoria, que tem como objetivo representar um fenômeno físico ou parte dele. Um modelo pode ser testado para verificar sua compatibilidade com a realidade e também, caso seja um bom modelo, pode ser usado para fazer verificações, fazer predições sobre o dado sistema em determinadas situações. Um modelo pode ser melhorado, alterado ou substituído conforme vai sendo testado.

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Agora que já discutimos alguns conceitos, vamos a outro assunto.

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As unidades de medida

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Estudar as unidades de medida é importante na Física. A necessidade de medir é muito antiga e remonta à origem das civilizações. Antigamente, cada país ou região tinha seu sistema de medidas e, em geral, eram baseadas no corpo humano (do rei, imperador, faraó, etc.), como por exemplo: palmo, pé, polegada, braça, côvado.

 

O que acontece é que, quando os povos iam comercializar coisas entre si, isso gerava muitos problemas, porque as pessoas de uma região não estavam familiarizadas com o sistema de medir das outras regiões, e também porque os padrões adotados eram, muitas vezes, subjetivos. Enfim, era uma confusão.

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Agora, imagina pra Física, o que aconteceria se algum cientista quisesse reproduzir a experiência de outro para verificar se aqueles resultados eram verdadeiros ou confiáveis, como ia ficar se não fosse adotado um padrão?

Sendo assim, como uma tentativa de resolver esse problema, em 1789 o Governo Republicano Francês pediu à Academia de Ciência da França que criasse um sistema de medidas baseado numa "constante natural", ou seja, não arbitrária. Assim foi criado o Sistema Métrico Decimal, constituído inicialmente de três unidades básicas: o metro, que deu nome ao sistema, o litro e o quilograma.

 

Atualmente temos o Sistema Internacional de unidades - SI, e contamos com sete unidades fundamentais, a partir das quais todas as outras se originam. Não falaremos especificamente de cada uma das unidades, pois isso é algo que você pode encontrar numa pesquisa rápida pela internet, apenas traremos aqui a tabela de unidades e sugerimos que vocês leiam a reportagem no link abaixo, para tentar entender a importância em se observar e respeitar as unidades de medida.

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As unidades do S.I de unidades de medidas:

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Sempre que o professor de física cobrar as unidades de medida, saiba que elas são realmente muito importantes. Veja o caso da sonda da Nasa que caiu por causa de erros ao se trabalhar com unidades.

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