Ramos da física

Explicamos o que são os ramos da física, suas características e as disciplinas que surgem de sua interação com outras ciências.

Quais são os ramos da física?

A física é um disciplina científica pertencente às chamadas ciências naturais ou ciências “puras”, cujos antecedentes remontam à antiguidade clássica. Juntamente com a química e a biologia, revolucionou profundamente a forma como os seres humanos compreendem e lidam com o mundo que nos rodeia.

Enquanto a química estuda a composição da matéria e a biologia estuda os seres vivos, a física se dedica ao estudo e à descrição científica das forças fundamentais que governam o universo. De acordo com o estudo de cada uma dessas forças, e com os pontos em que o estudo se aproxima do campo de outras ciências e disciplinas, A física é dividida em vários ramos ou camposcada um com seu nome e objetivos.

No entanto, sendo a física uma das ciências mais antigas, e como nem sempre existiram outras disciplinas que existem hoje, é comum distinguir entre os três grandes momentos ou o três perspectivas principais cobertas pelo estudo da física. Assim, devemos primeiro diferenciar entre:

física clássica. Cuja formação remonta à antiguidade clássica, especialmente à Grécia Antiga, centra-se no estudo dos fenómenos do universo que têm velocidade inferior à da luz e cujas escalas espaciais são superiores às do átomo e das moléculas. Seus princípios baseiam-se na mecânica clássica ou na mecânica newtoniana, já que Isaac Newton (1642-1727) foi um de seus grandes pensadores.
física moderna. Cujos primórdios remontam ao final do século XIX e início do século XX, revolucionou diferentes conceitos da física clássica graças aos estudos de Max Planck (1858-1947) e às teorias de Albert Einstein (1879-1955): a Teoria da Relatividade especial e a teoria da relatividade geral.
física contemporânea. A mais nova de todas, cujos primórdios se situam no final do século XX e início do XXI, é dedicada aos sistemas não lineares, aos processos fora do equilíbrio termodinâmico e, em geral, às tendências mais vanguardistas e complexas em matéria de descrição do funcionamento do universo inobservável.

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Ao longo de seus três períodos, a física acumulou campos de estudo, cada um dos quais inaugura ou compreende um dos chamados ramos da física:

Mecânica clássica. Focado na noção de movimento em velocidades inferiores à da luz e no comportamento macroscópico dos corpos, caracteriza-se por considerar o tempo como uma noção invariante e o universo como uma entidade determinada. É composta, em geral, pela mecânica vetorial, fruto dos estudos de Isaac Newton e suas leis do movimento, e pela mecânica analítica, de natureza abstrata e matemática, cujo iniciador é considerado Gottfried Leibniz (1646-1716).
Termodinâmica. Dedica-se ao estudo do balanço energético de sistemas macroscópicos, bem como dos seus processos de transferência de calor e energia, as formas de energia e como esta pode ser utilizada para a realização de trabalhos.
Eletromagnetismo. É o ramo da física que estuda tanto a eletricidade quanto o magnetismo, e o faz de forma unificada, ou seja, por meio de uma teoria única. Isso significa que ele se interessa pelos fenômenos dos campos elétricos e magnéticos, bem como por suas correspondências e interações, entre as quais se contempla a luz. Seus primórdios remontam aos estudos de Michel Faraday (1791-1867) e James Clerk Maxwell (1831-1879).
Acústica. Este é o nome dado à física do som, que se dedica ao estudo da natureza e propagação das ondas sonoras, do seu comportamento em diferentes meios e das suas possibilidades de manipulação. Suas aplicações são vitais para o mundo dos instrumentos musicais, mas vão muito além no nosso dia a dia.
Óptica. É a física da luz, dedicada a compreender a natureza complexa do espectro eletromagnético visível (e invisível) e suas formas de interagir com a matéria: diferentes meios, materiais reflexivos e prismas. Esta disciplina, que surgiu na antiguidade mas foi revolucionada durante a Idade Moderna, permitiu a criação de dispositivos nunca antes suspeitados pela humanidade, como microscópios, câmaras fotográficas e ópticas corretivas (médicas).
Mecânica de fluidos. Está focado no estudo da movimentação de fluidos e suas interações com o meio ambiente. Isso significa que estuda principalmente líquidos e gases, mas também outras formas complexas de matéria que são capazes de fluir, ou seja, de se tornarem meios contínuos.
Mecânica quântica. É dedicado ao estudo da natureza em escalas espaciais muito pequenas, como a dos átomos e das partículas subatômicas. Analisa suas dinâmicas e interações e é resultado dos avanços da física do início do século XX, que se afastou dos postulados da mecânica clássica para inaugurar um novo campo de estudo: o do mundo subatômico e suas possíveis manipulações.
Teoria do caos. Centrada en el estudio de los sistemas físicos complejos y dinámicos, emplea las ecuaciones diferenciales de Newton y los aportes de físicos como Pierre Simon de Laplace (1749-1827), Henri de Poincaré (1854-1912) y Edward Lonrenz (1917-2008) , entre outros.

Além disso, existem ramos da física que surgem graças à sua interação com outras ciências e disciplinas:

Geofísica. Fruto do contacto da física com a geologia, dedica-se ao estudo das camadas internas do nosso planeta: a sua estrutura, a sua dinâmica e a sua história evolutiva, tendo em conta o que se sabe sobre as leis fundamentais da matéria: a gravidade, eletromagnetismo, radiação, etc.
Astrofísica. É a física das estrelas, ou seja, a física aplicada ao estudo de objetos visíveis ou detectáveis no espaço sideral, como estrelas, nebulosas ou buracos negros. Esta disciplina nasceu das mãos da astronomia e junto com ela fornece imensas informações sobre como funciona o espaço extraplanetário e que conclusões podem ser tiradas da sua observação.
Química Física. É o ponto de encontro entre a ciência das forças (física) e a ciência da matéria (química). Consiste no estudo da matéria por meio de conceitos físicos.
Biofísica. Dedica-se ao estudo dos seres vivos numa perspectiva física, especialmente ao nível da dinâmica molecular, ou seja, da troca e interacção de partículas subatómicas e de energia, entre e dentro dos seres vivos.

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Referências

“Física” na Wikipédia.
“Ramos da física” no Centro de Estudos Cervantine.
“Ramos da Física” (vídeo) em Física em poucas palavras.
“Física (ciência)” na Enciclopédia Britânica.