O manual de Física Moderna

De Simone Malacrida

Este livro descreve, com o necessário formalismo matemático, todas as áreas cognitivas relacionadas à física moderna, desde a formulação do método científico até a crise da física clássica na segunda metade do século XIX.
Essas áreas vão da mecânica à dinâmica dos fluidos, da termodinâmica à ótica, dos fenômenos oscilatórios ao eletromagnetismo, e estão interligadas pela matriz cognitiva da física experimental e pela evolução da sociedade humana ao longo dos séculos.
Assim, o livro é um trampolim para a compreensão da física contemporânea, que surgiu como desdobramento e extensão da física clássica, e para o conhecimento de todos os campos tecnológicos que, ainda hoje, se baseiam na aplicação das teorias expostas nesse artigo.

• Idioma: Português
• Editora: Simone Malacrida
• Data de lançamento: 10 de fev. de 2023
• ISBN: 9798215626801

Simone Malacrida

Simone Malacrida (1977) Ha lavorato nel settore della ricerca (ottica e nanotecnologie) e, in seguito, in quello industriale-impiantistico, in particolare nel Power, nell'Oil&Gas e nelle infrastrutture. E' interessato a problematiche finanziarie ed energetiche. Ha pubblicato un primo ciclo di 21 libri principali (10 divulgativi e didattici e 11 romanzi) + 91 manuali didattici derivati. Un secondo ciclo, sempre di 21 libri, è in corso di elaborazione e sviluppo.

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O manual de Física Moderna

SIMONE MALACRIDA

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Este livro descreve, com o necessário formalismo matemático, todas as áreas cognitivas relacionadas à física moderna, desde a formulação do método científico até a crise da física clássica na segunda metade do século XIX.

Essas áreas vão da mecânica à dinâmica dos fluidos, da termodinâmica à ótica, dos fenômenos oscilatórios ao eletromagnetismo, e estão interligadas pela matriz cognitiva da física experimental e pela evolução da sociedade humana ao longo dos séculos.

Assim, o livro é um trampolim para a compreensão da física contemporânea, que surgiu como desdobramento e extensão da física clássica, e para o conhecimento de todos os campos tecnológicos que, ainda hoje, se baseiam na aplicação das teorias expostas nesse artigo.

Simone Malacrida (1977)

Engenheiro e escritor, trabalhou em pesquisa, finanças, política energética e plantas industriais.

ÍNDICE ANALÍTICO

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INTRODUÇÃO

SISTEMA INTERNACIONAL

PREFIXOS

CONSTANTES FÍSICAS

OPERADOR NABLA

ESBOÇO DE CÁLCULO TENSORIAL

I – O MÉTODO CIENTÍFICO

II – MECÂNICA CLÁSSICA

III – A TEORIA CLÁSSICA DA GRAVITAÇÃO E ASTRONOMIA

IV – FLUIDOS E FENÔMENOS DE TRANSPORTE

V – A ÓTICA

VI – ONDAS E FENÔMENOS S CILATÓRIOS

VII – TERMODINÂMICA E TRANSMISSÃO DE CALOR

VIII – FÍSICA ESTATÍSTICA

IX – ELETROMAGNETISMO

X – A CRISE DA FÍSICA CLÁSSICA

INTRODUÇÃO

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Neste manual será dada uma visão clara e concisa dos campos de interesse da física moderna, tendo como referência os pontos precisos correspondentes ao início e ao fim deste caminho.

A física moderna originou-se da introdução do método científico, primeiro em nível filosófico, depois em nível experimental e prático. Quando o método científico entrou na prática do raciocínio para basear suposições e deduções, houve um enorme salto de qualidade em relação a todo o conhecimento anterior.

Podemos dizer que todas as descobertas e aplicações que ocorreram no passado a respeito daquele evento são, na verdade, resultado de abordagens semi-empíricas e não exatamente da ciência como a entendemos hoje. Aquele ponto sem volta foi de molde a determinar um divisor de águas histórico, tal como estamos habituados a considerar acontecimentos do calibre da Revolução Francesa, a queda do Império Romano ou a descoberta da América.

Desde então, a investigação científica teve uma aceleração impressionante, abrangendo todas as áreas do conhecimento e imprimiu na sociedade, em termos de aplicações e consequências quotidianas, uma marca decididamente diferente do que no passado, vindo a criar essas condições e esses pré-requisitos necessários para a Revolução Industrial, que ocorreu apenas menos de dois séculos depois daquelas primeiras agitações científicas.

O fim da trajetória da física moderna coincide com o final do século XIX e com o reconhecimento de que, no âmbito do conhecimento em todos os setores, haviam-se atingido tais contradições que os esquemas teóricos anteriores tiveram que ser completamente revistos. Desse período, historicamente conhecido como a crise da física clássica, surgiram as duas teorias revolucionárias do século XX que estão na base da física contemporânea, aquela que hoje usamos para descrever a Natureza e o que nos rodeia.

Neste período de tempo, que durou uns bons dois séculos, a física conseguiu explorar cientificamente várias disciplinas como a mecânica em todas as suas formas (estática, dinâmica e cinemática), a astronomia, a teoria da gravitação, a ótica, os fenômenos e os oscilatórios , dinâmica dos fluidos, termodinâmica, transmissão de calor, estatística aplicada à física, fenômenos elétricos e magnéticos.

Como se pode constatar nesta pequena lista, a elaboração de teorias que predizem e explicam os resultados experimentais tem sido tão difundida que nada deixou inexplorado, com as limitações que os equipamentos da época podiam ter (é óbvio que era completamente além do lugar pensar em sondar as características do átomo e do núcleo atômico, não tendo à disposição os meios materiais adequados para detectar os dados experimentais essenciais).

Para lidar de forma abrangente com todos esses campos e todas essas disciplinas da física seriam necessários vários livros, cada um dos quais enfocando um aspecto particular. Você pode encontrar milhares de publicações apenas sobre eletromagnetismo, e o mesmo vale para termodinâmica ou mecânica.

Já este manual tem uma característica completamente diferente que se prende com a concisão na exposição dos temas, sem descurar as equações fundamentais e as implicações matemáticas, físicas e filosóficas do que vamos explicar.

Um papel essencial neste livro será dado pelo formalismo matemático, que não será escondido, mas destacado, justamente porque, somente olhando nos olhos para as equações constitutivas, pode-se ter uma idéia real da teoria física e o link com a parte experimental.

Dessa forma, o manual é indicado para quem já possui conhecimentos matemáticos prévios, principalmente no que diz respeito à análise matemática.

A lista de disciplinas acima referida é um espelho do índice deste livro com uma lógica na exposição dos tópicos resultante de uma mistura entre uma descrição cronológica e outra tipicamente ligada aos tópicos.

Por exemplo, o tratamento da termodinâmica será adiado em relação ao que diz respeito à mecânica. Isso tem uma ligação cronológica devido ao fato de que a mecânica se desenvolveu, em sua plenitude, muito antes da termodinâmica.

Ao mesmo tempo, porém, as disciplinas físicas individuais evoluem dentro delas, descobrindo paralelismos e conexões séculos após a enunciação da teoria básica. Isso significa que, no parágrafo referente à mecânica, também haverá equações relativas a formalismos, como as de Lagrange e Hamilton, posteriores a muitas outras teorias físicas.

Cada parágrafo é, portanto, uma história dentro de uma história contendo uma cronologia que, por vezes, se sobrepõe à do livro como um todo.

Alguém pode se perguntar que interesse tem em investigar essas teorias físicas hoje, se a física contemporânea as estendeu e, às vezes, as refutou.

O interesse pela física moderna é, na verdade, triplo.

Em primeiro lugar, é a base da física contemporânea e, portanto, sem esses pressupostos, é muito difícil entender as evoluções posteriores.

Além disso, a física contemporânea generalizou muitos aspectos da física moderna. Ao estudar esta última, portanto, tem-se pontos de vista privilegiados para a compreensão dos mecanismos de unificação das teorias, após séculos de tentativas de estudar setores os mais diversos possíveis.

Finalmente, a física moderna ainda é aplicável em muitos aspectos concretos e experimentais. Na ciência e na tecnologia cotidianas, muitas vezes nos deparamos com aquelas aproximações nas quais a física moderna ainda é válida. Falando em mecânica industrial ou engenharia elétrica ou indústria de matérias-primas, as teorias da mecânica, eletromagnetismo e termodinâmica são aplicáveis sem qualquer limitação. Portanto, parte da tecnologia atual pode ser projetada, compreendida e