As Principais Leis da Física!

Conhecimentos Básicos das Leis da Física

Muitos leitores vêm nos sugerindo para postarmos conteúdos básicos da Física, como as suas principais leis, que trata-se de um assunto que interessa imensamente uma gama muito grande de estudantes, os quais têm apresentado dificuldades no entendimento deste conceituado campo do conhecimento científico. Só para alertar, informamos que elas estão muito presentes no cotidiano de nossas vidas e regulam até nosso Universo. Por exemplo, quando você utiliza seu aparelho de microondas para fazer aquele lanche delicioso ou aquecer seus alimentos preferidos, este eletrodoméstico utiliza de um princípio físico que transforma a energia elétrica em energia térmica, pois a fonte de energia elétrica emite ondas eletromagnéticas que aumentam a energia cinética das moléculas de água dos alimentos. Sabemos que a temperatura, nada mais é do que o estado de agitação das partículas, que aumenta a vibração ou estado de agitação das moléculas, aumentando consequentemente a temperatura do corpo em questão.  Para entendermos como funciona as muitas leis da natureza, faz-se necessário compreender corretamente as leis da física, pois são elas que regem quase tudo que conhecemos, inclusive todo nosso universo. Nosso corpo, os rios, a terra, o espaço, o ar, a água, etc. são exemplos de matérias físicas compostas por átomos, energias, etc. e que são controlados por muitas leis da Física que certamente já observamos e que conhecemos.

Introdução:

A física é o estudo científico da matéria e da energia e como eles interagem uns com os outros.  Esta energia citada pode tomar a forma de movimento, luz,  radiação, gravidade, etc., incidindo sobre qualquer coisas.

Exemplos: 

a) Pela 1ª lei da inércia de Newton, “Todo corpo permanece em seu estado de repouso, ou de movimento uniforme em linha reta, a menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças impressas nele”; então quando ocorre por exemplo, o lançamento de um foguete no espaço, ele pode se movimentar sem o auxilio dos propulsores apenas por Inércia. Quando os propulsores do foguete são desligados, ele continua seu movimento em linha reta e com velocidade constante. 

b) Já a 2ª lei de Newton trata do princípio fundamental da dinâmica, ou seja: “A mudança do movimento é proporcional à força motriz impressa e se faz segundo a linha reta pela qual se imprime essa força”. Aqui, podemos exemplificar utilizando um carro em movimento, no qual, sua velocidade depende da aceleração do motor e do acionamento dos freios. 

c) Quando observamos a 3ª Lei de Newton, ela trata do Princípio da Ação e Reação que diz: “A uma ação sempre se opõe uma reação igual, ou seja, as ações de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e se dirigem a partes contrárias “. Exemplificamos este princípio com a prática de um esporte muito conhecido que é a natação, quando um atleta para se deslocar na água, ele deve empurrar a água para trás, e, esta por sua vez, o empurra para frente. Observe que estas forças obedecem a ação e reação e elas possuem as características citadas nesta importante lei.

A Física aborda um estudo sistemático do mundo natural e, é uma disciplina que tenta quantificar a realidade através de uma aplicação precisa de observação, juntamente com a lógica e a razão. Ela abrange muitas outras leis, regras e informações fundamentais que você deve saber para seu devido entendimento.

Por isso é extremamente necessário sabermos como essas leis, modelos e regras funcionam harmonicamente, seja na natureza, na terra, no espaço, etc.

Quais são as Grandes Leis da Física?

São muitas as leis que são aplicadas pela física, e reafirmamos que são elas que regem harmonicamente as leis da natureza, mas as principais delas estão citadas abaixo:

Lei da Gravidade de Newton;

Leis da Termodinâmica;

Leis da Física Quântica;

Fundamentos da Física das Partículas;

Teoria da Relatividade de Albert Einstein.

Como funcionam as leis da Física?

Como a Física é classificada como uma ciência experimental, ela utiliza o método científico para formular e testar as hipóteses que são baseados na observação do mundo natural. Outro objetivo ao usar das leis da física é conhecer os resultados destas experiências para formular as leis científicas, normalmente expressadas numa linguagem matemática, as quais podem então ser usadas para detectar muitos outros fenômenos. Então, o conhecimento matemático está intimamente ligado com os conteúdos da física e podemos dizer que eles se complementam.

As Leis Físicas Aplicadas em nosso Planeta e no Universo!

Ao longo dos anos, descobrimos uma coisa interessante, é que a natureza é geralmente muito mais complexa do que imaginamos. As leis da física que vamos abordar abaixo são consideradas fundamentais, mas muitos delas se referem a sistemas fechados, idealizados por grandes pesquisadores de Física em todo mundo, cujos resultados, muitas vezes são difíceis de serem obtidos no mundo real. Além disso, algumas leis são ligeiramente alteradas quando usadas em circunstâncias diferentes, ou seja variam de acordo com o clima, com sua localização e outros fatores desconhecidos. Por exemplo, as leis que Newton que são aceitas e foram desenvolvidas considerando-se a lei da gravidade, aplicadas na Terra, foram modificadas pelas conclusões da teoria da relatividade, desta feita considerando-se o espaço, desenvolvidas em estudos mais recentes de Einstein, pois no cosmos, existem outras variáveis não consideradas anteriormente nos estudos de Newton, mas elas ainda são basicamente válidas e aceitas na maioria dos casos regulares que todos já as estudamos.

A Lei da Gravidade de Newton!

Você saberia nos dizer por que uma maçã cai sempre em direção ao solo? Esta foi uma observação que levou ao descobrimento da Lei da Gravidade por Isaac Newton. Sabemos que ele, em seus estudos, descobriu três leis do movimento, que descrevem regras básicas sobre como se dá o movimento de objetos físicos. Newton foi capaz de definir a relação fundamental entre a aceleração de um objeto e o total das forças que agem sobre ele.

Mas, sua maior descoberta teria sido mesmo a Lei da Gravidade para explicar a força de atração entre um par de massas. Entretanto anos mais tarde precisamente no século XX, tornou-se claro que esta lei já não era a única que seria válida por toda a história, surgindo então a teoria da relatividade geral de Einstein que apresentou uma explicação mais abrangente para o fenômeno da gravidade. Ainda assim, a lei da gravidade de Newton é uma aproximação muito boa para casos, onde se faz presente a baixa energia, ou seja, quando não estão presentes outras forças universais, mas é preciso o entendimento que a lei de Newton funciona muito bem para a maioria dos casos que vamos explorar na física básica. Para saber mais detalhes do funcionamento da Lei da Gravidade estudada por Isaac Newton, pesquise e acesse nosso artigo sobre o tema, ou se preferir para acessar: Clique Aqui!

Conservação de massa-energia

Mais tarde e após as descobertas de Newton, descobrimos que o total de energia em um sistema fechado ou isolado é constante, não importa o que venha acontecer. Outra lei afirma que a massa em um sistema isolado é constante. Quando Einstein descobriu a relação E = mc² (em outras palavras, que a massa era uma manifestação de energia), e esta lei foi descoberta para se referir à conservação da massa-energia. O total de massa e energia são mantidas, embora alguns acreditam que possam alterar suas formas. O melhor exemplo deste caso é uma explosão nuclear, onde a massa se transforma em energia.

Leis da Termodinâmica

As leis da termodinâmica são realmente manifestações específicas da lei da conservação da massa-energia no que se refere aos processos termodinâmicos. Ela torna a noção de temperatura possível.

A primeira lei da termodinâmica demonstra a relação entre a energia interna, acrescentando calor, e trabalhar dentro de um sistema.

A segunda lei da termodinâmica relaciona-se com o fluxo natural de calor dentro de um sistema fechado.

A terceira lei da termodinâmica afirma que é impossível criar um processo termodinâmico que seja perfeitamente eficiente.

Outras Leis Importantes da Física

Existem muitas outras leis importantes como as leis eletrostáticas, lei de Gauss. Também existem outras leis relativas ao magnetismo e aquelas tratadas pelo eletromagnetismo, como um todo.

Invariância da velocidade da luz:

A grande descoberta de Einstein, que o levou ao estudo da Teoria da Relatividade, foi a constatação de que a velocidade da luz no vácuo é sempre constante e não é medida de forma diferente para observadores em diferentes referenciais inerciais de referência, ao contrário de todas as outras formas de movimento. Alguns físicos teóricos especulam que existem diferentes velocidades para a luz, ou seja teríamos a velocidade variável de luz (VSL) com muitas possibilidades, mas estes estudos são considerados altamente especulativos e improváveis. No entanto, a maioria dos físicos acreditam que Einstein estava certo e realmente a velocidade da luz é mesmo definida por uma constante. Se estiver interessado em complementar seus conhecimentos sobre o trabalho do grande físico Einstein, inclusive da Teoria da Relatividade de Einstein, recomendamos acessar nosso artigo chamado: Fontes de Energia e Teoria da Relatividade de Albert Einstein!

CONCLUSÃO:

É certo que a física foi um dos campos das ciências que mais tem se desenvolvido nos últimos anos, sobretudo com as grandes descobertas de novos planetas, buracos negros, cometas, entre outros, que vêm intrigando a imaginação de todos. Muitos governos têm investido vultosas quantias em dinheiro, para enviarem ao espaço, missões com propósitos de novas descobertas e tudo isso, faz desenvolvermos mais tecnologia, e muitos estudos em pesquisas, fazendo com que a Astronomia e a Física venham ganhando destaque e importância neste momento.
Estamos certos que no reino da relatividade, inclusive da mecânica quântica, os cientistas descobriram que essas leis ainda se aplicam, embora a sua interpretação exige algum requinte ao ser aplicado, resultando em áreas como da eletrônica quântica e gravidade quântica, mas certos cuidados devem ser tomados em aplicá-las nessas situações.

Num sentido mais amplo, a física pode ser vista como a mais fundamental das ciências naturais por suas aplicações em muitos setores e outras ciências. Muitos acreditam que a química, por exemplo, pode ser vista como uma aplicação complexa da física, uma vez que incide sobre a interação de energia e matéria em sistemas químicos.

Sabemos também que a Biologia é, na sua essência, um aplicativo de propriedades químicas nos seres vivos, o que significa dizer que ela também é, em última análise, regida pelas leis físicas.

Se quiser conhecer mais conteúdos importantes de Física e Astronomia, inclusive conhecer outras leis importantes desta ciência, acesse nosso marcador: Física e Astronomia! 

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