Todo o mundo ao nosso redor, desde a luz que ilumina o dia até a velocidade com que nos deslocamos para diferentes lugares, pode ser descrito por simples equações matemáticas que, muito mais do que apenas números e símbolos, revelam as leis fundamentais que regem o universo.
A história da física é repleta de equações que revolucionaram a ciência e alteraram para sempre como compreendemos o mundo. Aqui elencamos cinco dessas equações, que não apenas mudaram o curso da física, mas também transformaram por completo a maneira como os seres humanos vivem.
Conheça as equações que revolucionaram o mundo da Física
1. Princípio Fundamental da Dinâmica: F = m . a (Força = massa × aceleração)
É impossível falar sobre física sem mencionar Isaac Newton, cujas leis do movimento formam a base da mecânica clássica. Sua equação mais famosa de Newton, F=m.a, expressa uma das ideias mais simples e poderosas da física: a força necessária para acelerar um objeto é diretamente proporcional à sua massa e à aceleração que ele sofre.
Esta equação surgiu na segunda metade do século XVII, quando Newton publicou o famoso Principia Mathematica, um trabalho monumental que unificou as leis do movimento e a gravitação universal.
A simplicidade desta equação esconde uma profundidade imensa, pois, com ela, é possível prever o movimento de qualquer objeto, desde uma maçã caindo até as órbitas dos planetas.
Sua descoberta abriu portas para o entendimento da dinâmica de corpos em movimento e foi essencial para a revolução científica que transformou a física e a engenharia.
2. A Equação de Onda para a Eletricidade: ?²E = µ0e0 ?²E/?t²
James Clerk Maxwell, no século XIX, transformou nossa compreensão do eletromagnetismo com um conjunto de equações agora conhecidas como as Equações de Maxwell.
Entre as equações possíveis de serem deduzidas a partir delas, uma das mais revolucionárias é a equação de onda da eletricidade, que descreve como as ondas eletromagnéticas se propagam em um meio. Ela descreve, por exemplo, a natureza da luz visível, das micro-ondas, dos raios X e até das ondas de rádio.
Maxwell conseguiu unificar a eletricidade, o magnetismo e a óptica em uma única teoria, mostrando que a luz é também uma onda eletromagnética. Essa descoberta não só fundou a teoria moderna da eletricidade, mas também possibilitou inovações como as telecomunicações e a física quântica.
Suas equações mostram que, ao alterar campos elétricos ou magnéticos, podemos gerar radiação que viaja à velocidade da luz, fato que transformou profundamente as tecnologias que usamos no dia a dia.
3. A Equação de Schrödinger: ih ??/?t = H?
No início do século XX, a física foi desafiada pela estranha e fascinante realidade do mundo subatômico. A equação de Schrödinger, formulada por Erwin Schrödinger em 1925, descreve como o estado quântico de um sistema físico evolui ao longo do tempo.
Ela é fundamental para a mecânica quântica, a teoria que governa partículas em escalas microscópicas.
A equação de Schrödinger revolucionou a física ao introduzir a ideia de que as partículas, como elétrons, não podem ser descritas como pontos fixos, mas sim como “ondas de probabilidade”, com várias possibilidades de posição e momento.
Isso levou à descoberta de fenômenos quânticos como o entrelaçamento e a superposição, que não têm analogias no mundo macroscópico. Ela também é a base para tecnologias modernas como os semicondutores e os lasers.
4. Equivalência massa-energia: E = mc² (Energia = massa × velocidade da luz ao quadrado)
Nenhuma equação é tão icônica quanto a famosa fórmula de Albert Einstein, E=mc². Ela descreve a equivalência entre massa e energia, mostrando, em explicação simplista, que uma pequena quantidade de massa pode ser convertida em uma enorme quantidade de energia.
Essa equação foi apresentada por Einstein em 1905, como parte de sua teoria da relatividade restrita. Essa equação conecta dois conceitos aparentemente distintos — massa e energia — mostrando que são, na verdade, aspectos de uma mesma realidade física.
“O impacto desta descoberta foi imenso. Ela não apenas alterou nossa compreensão da matéria e da energia, mas também teve implicações profundas em áreas como a física nuclear e a cosmologia. ”
Foi fundamental para o desenvolvimento da energia nuclear, tanto para usinas de energia quanto para armas, além de fornecer uma nova perspectiva sobre a origem do universo, como em teorias sobre o Big Bang.
5. A Lei de Gravitação Universal: F = G(m1m2/r²)
A Lei de Gravitação Universal de Newton, que descreve a atração gravitacional entre dois corpos, foi formulada em 1687, e sua simplicidade esconde um dos conceitos mais profundos da física.
Na equação que descreve a força de atração entre duas massas, sendo G a constante gravitacional, m1 e m2 as massas dos corpos e r é a distância entre eles.
A Lei de Gravitação Universal foi revolucionária porque forneceu uma explicação matemática para o movimento dos planetas e a queda de objetos na Terra, unificando o movimento celeste e terrestre sob uma mesma lei.
Essa descoberta foi um marco no desenvolvimento da física clássica e permitiu não apenas a compreensão das órbitas dos planetas, mas também o envio de satélites e missões espaciais para outros planetas, além de inspirar a teoria da relatividade geral de Einstein.