História da Física: Do Início à Ciência Moderna

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AULA 5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TÓPICOS ESPECIAIS DE 
HISTÓRIA DA FÍSICA E DA 
MATEMÁTICA E DE SEU 
ENSINO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Otto Henrique Martins da Silva 
 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
A história da física no ensino da física: como e por quê – a física como 
ciência em construção 
A história da física mostra como essa ciência surgiu e como tem se 
desenvolvido desde os primórdios. Nessa aula, buscaremos resgatar essa história 
por meio de textos curtos. Iniciaremos nossa jornada na antiga Grécia, quando 
Aristóteles realizou um dos maiores feitos da filosofia grega – a formulação de 
uma obra que buscava explicar os fenômenos naturais, como por exemplo o 
movimento dos corpos. Na sequência, chegaremos à Europa Medieval, com a 
revolução copernicana, quando a Terra seria deslocada para a periferia do Sol, e 
quando um novo sistema cosmológico seria proposto por Copérnico. No momento 
áureo dessa época, eis que surge Isaac Newton – o inglês que uniu a física 
terrestre com a celeste e propôs uma das mais monumentais obras da ciência 
moderna – o Principia. Seguimos, finalizando, com áreas que revolucionaram o 
mundo e a ciência: a termodinâmica e o eletromagnetismo, culminando na física 
moderna, com contribuições que ainda hoje nos impactam, pois possibilitaram a 
criação de diversas tecnologias. 
CONTEXTUALIZANDO 
A ciência moderna é fruto de um desenvolvimento que iniciou na 
antiguidade da civilização ocidental. Recebe influência de grandes pensadores, e 
continua até hoje o seu percurso evolutivo. Como seria o nosso mundo se não 
houvesse a ciência? Você já parou para pensar sobre isso? Em que estágio da 
humanidade nós estaríamos ou permaneceríamos? 
TEMA 1 – O INÍCIO DA CIÊNCIA MODERNA 
A palavra física deriva do grego physis, que tem o significado de “natureza”. 
Atualmente, corresponde a uma 
ciência de conteúdo vasto e fronteiras não muito definidas, que investiga 
as propriedades dos campos, as interações entre os campos de força e 
os meios materiais, as propriedades e a estrutura dos sistemas 
materiais, e as leis fundamentais do comportamento dos campos e dos 
sistemas materiais. (Ferreira, 2004) 
 
 
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O seu surgimento remonta à antiguidade, quando os fenômenos físicos 
eram interpretados de modo sobrenatural, ou seja, quando a humanidade buscava 
uma compreensão do comportamento do mundo material e dos fenômenos que 
ocorriam no universo, e sobretudo, no céu, a partir das vontades e desejos dos 
deuses. Somente a partir das contribuições dos pensadores gregos é que o 
homem passou a usar a razão como uma forma de refletir e buscar respostas a 
questões pertinentes ao universo e às coisas terrenas. O primeiro filósofo a fazer 
isso foi Tales de Mileto, por volta do VI século a. C. Suas formulações explicativas 
eram fundamentadas por meio do pensamento filosófico e não havia, 
normalmente, verificação por meio de experimentos para as teorias formuladas 
(teorias físicas). 
Outros filósofos gregos que contribuíram de forma significativa para a 
formação do pensamento científico na antiguidade foram Leucipo, da cidade de 
Mileto, e Demócrito, da cidade de Abdera; eles foram os precursores da teoria 
atômica e formularam as primeiras hipóteses sobre a constituição da matéria, cuja 
ideia central era de que todas as coisas são formadas de átomos e vácuo. De 
acordo com esses filósofos, os átomos eram indivisíveis e tão minúsculos que não 
podiam ser vistos e nem contados. Eles estariam em constante movimento no 
vácuo. Também temos a contribuição de Aristóteles, que formulou diversas teorias 
em diversas áreas do conhecimento, sobretudo na física, quando usou essa 
palavra para representar os estudos dos fenômenos da natureza – a física 
aristotélica. Suas teorias tratavam do movimento e da queda dos corpos pesados, 
denominados de “graves”, e do geocentrismo – teoria cosmológica que explicava 
os movimentos dos planetas. Segundo essa teoria, a Terra era o centro do 
universo; os demais planetas e o Sol giravam em torno dela. 
Ainda na Grécia Antiga, destaque para o cientista e matemático 
Arquimedes, da cidade de Siracusa, que criou várias invenções no campo da 
mecânica, como as alavancas e as roldanas, e também no campo da hidrostática, 
pois descobriu o empuxo. Arquimedes realizou inúmeros inventos, sobretudo para 
defender a sua cidade das investidas romanas. Criou e utilizou uma artilharia com 
catapultas para lançar projéteis (inclusive com chamas), além de um sistema de 
espelhos para incendiar naus romanas. Também foi um dos maiores matemáticos 
da antiguidade, contribuindo, principalmente, para a geometria e o cálculo da área 
e do volume de sólidos. 
 
 
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O conhecimento físico e cosmológico, por muito tempo, após a contribuição 
grega, ficou estabelecido pela física aristotélica e pelo sistema ptolomaico, 
respectivamente. Isso se deu principalmente no período do Império Romano. 
Nesse Império, o conhecimento físico não sofreu grandes mudanças, 
permanecendo praticamente inalterado. Porém, com a Idade Média, a física 
aristotélica passa a ser questionada e algumas novas contribuições passam a ser 
significativas na Europa, como a teoria do impetus e as contribuições dos filósofos 
do Colégio de Merton em Oxford. Dentre essas contribuições, destaca-se a Regra 
de Merton de Nicolau Oresme, que mostra uma relação entre os movimentos 
uniforme e uniformemente variado por meio de um gráfico – esse gráfico é 
considerado como a primeira representação funcional. Concomitantemente, no 
período de domínio árabe, houve muitas compilações e traduções do legado 
grego, além de grandes contribuições sobretudo em astronomia, óptica, 
matemática e alquimia. 
No século XII, surgiram as universidades. Nelas, o Trivium (Gramática, 
Retórica, Dialética) e o Quadrivium (Aritmética, Geometria, Música, Astronomia) 
correspondiam às disciplinas básicas do ensino medieval. A partir do fim da Idade 
Média, os precursores do método científico passaram a realizar experimentos, 
como Roger Bacon com óptica. Assim, Aristóteles foi perdendo a sua influência 
no mundo da física. Finalmente, com o Renascimento, a revolução copernicana 
propõe uma nova forma para o sistema planetário, na qual o Sol é o centro do 
universo; os demais planetas, inclusive a Terra, girariam em torne dele. Desse 
modo, apesar da resistência da Igreja Católica, com o heliocentrismo e a criação 
do método científico a física é impulsionada a novas e grandes descobertas, 
principalmente em virtude da luneta de Galileu e de sua defesa desse modelo. É 
preciso também mencionar a sua grande contribuição ao estudo do movimento 
dos corpos. Acrescentamos ainda a contribuição do astrônomo Kepler, com as 
suas leis sobre os movimentos e as órbitas dos planetas. Temos aí o cenário para 
o surgimento da física newtoniana, cujo auge se dá com a publicação dos Principia 
em 1687. Daí em diante, a física, e de modo geral a ciência e a matemática, 
evoluíram de forma vertiginosa, com grandes revoluções nos mais diversos 
campos da ciência. 
 
 
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TEMA 2 – A REVOLUÇÃO COPERNICANA 
A obra De Revolutionibus Orbium Coelestium (Sobre as revoluções das 
esferas celestes), de Nicolau Copérnico, foi concluída em 1543. Foi o marco de 
início da grande revolução científica, representando uma ruptura no mundo 
cosmológico, pois propunha o deslocamento da Terra do centro do Universo para 
uma posição em torno do Sol. Essa mudança implicou uma divergência frontal 
com o sistema geocêntrico, segundo o qual a Terra ocupava o centro do universo, 
de acordo com a doutrina cristã da Igreja Católica do período renascentista. 
A revolução científica seria concluída com as contribuições de Galileu 
Galilei e Kepler, com as descobertas e com a determinação das leis dos 
movimentos dos corpos celestes. Desse modo, a física aristotélica e o sistema 
ptolomaico deram lugar à nova física, que fundamentoua ciência para que muitas 
outras descobertas e criações fossem realizadas. Dentre elas, destaque para as 
contribuições de Galileu, com as leis da queda dos corpos e as descobertas sobre 
o relevo da Lua e sobre as luas de Júpiter, e de Kepler, com as leis dos 
movimentos dos planetas, dentre outras. 
No campo específico da física, o período renascentista foi pouco promissor, 
pois apenas em alguns campos da física houve avanço, como na óptica e na 
mecânica. Assim, a influência grega predominou entre os séculos XV e XVI, 
apesar de grandes avanços na astronomia, com a teoria heliocêntrica, e na 
matemática, principalmente na álgebra e na trigonometria. Assim, a física 
aristotélica predominava nas universidades, com três convicções aplicadas ao 
movimento natural e violento dos corpos para o mundo sublunar: 
i) os corpos cairiam porque são pesados, isto é, porque tenderiam para 
seu lugar natural; possuiriam, assim, um princípio intrínseco de 
movimento, e cairiam com velocidade cada vez maior na medida em que 
são mais pesados; a velocidade da queda seria diretamente proporcional 
ao peso; ii) o meio com que o corpo se move seria um elemento 
essencial do fenômeno movimento, que seria necessário levar em 
consideração ao determinar a velocidade da queda dos corpos pesados; 
considerada a velocidade de um corpo em queda livre como 
inversamente proporcional à densidade do meio, no vácuo a velocidade 
seria infinita, o que tornaria o vácuo uma impossibilidade; iii) como tudo 
o que se move requereria uma causa, o movimento violento necessitaria 
uma força impulsora, que o produziria e o conservaria; como o repouso 
seria o estado natural, não haveria necessidade, assim, de se aduzir 
uma causa. (Rosa, 2012, p. 436, citado por Rossi, 2001) 
Já a estática, fundada por Arquimedes na Grécia Antiga, continua presente 
no Renascimento, na tradição aristotélica, por meio das máquinas simples: 
 
 
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alavanca, polia, sarilho, plano inclinado e o parafuso sem fim. Ela se estendeu até 
o período galileano. Ainda sobre a estática, Stevin contribuiu ao tratar, em suas 
obras, sobre o equilíbrio no plano inclinado e sobre a impossibilidade do motor 
perpétuo. Na hidrostática houve a obtenção da pressão num fluido em repouso, 
além do equilíbrio hidrostático em vasos comunicantes, que explica o paradoxo 
hidrostático. Stevin também verificou que corpos de massas diferentes, quando 
soltos de uma mesma altura, chegam ao solo no mesmo instante, contrariando a 
concepção aristotélica, que afirmava que esses corpos chegariam em tempos 
distintos – o mais pesado supostamente chegaria primeiro. 
Entre as contribuições de Galileu, já mencionadas, destaque para as obras 
sobre mecânica: De Motu, publicada em 1590, em que critica a física aristotélica 
com base em Arquimedes, e De Mecaniche, de 1596, em que sugere a ideia de 
inércia que será formulada por Newton no século XVII. Ainda sobre as 
contribuições que a física teve no período renascentista, destaca-se a obra de 
William Gilbert, médico da Rainha Elizabeth I, De Magnete, em que trata dos 
fenômenos magnéticos relacionados aos ímãs, ao campo magnético da Terra e à 
bússola. Também fez uma distinção entre os fenômenos elétricos, devido à 
atração elétrica e magnética. 
TEMA 3 – A FÍSICA NEWTONIANA 
Após a superação da resistência e a decorrente aceitação das novas 
teorias da física que revolucionaram o mundo científico, representadas pelas 
novas leis do movimento de Kepler e pelas contribuições de Galileu e Descartes 
(e também pelo modelo heliocêntrico de Copérnico e por muitas outras teorias de 
físicos que se desenvolveram até o século XVI), eis que estão postos os grandes 
fundamentos para uma nova física – a física newtoniana. Em relação a Descartes, 
deve-se destacar as suas leis sobre o movimento em sua obra Princípios de 
Filosofia. Tais leis são semelhantes às leis de Newton no que diz respeito à 
quantidade de movimento. Para Descartes, a quantidade de movimento no 
universo é conservada, embora ele chamasse essa quantidade de força do 
movimento: 
Deus, em sua onipotência, criou a matéria ao mesmo tempo que o 
movimento e o repouso de suas partes, e graças à sua cotidiana 
influência. Ele mantém tanta quantidade de movimento no Universo hoje 
quanto ele colocou quando criou. (Franco, 2002, p. 14). 
 
 
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 Essas leis tratavam dos movimentos dos corpos, da inércia e suas 
colisões. A ideia de quantidade de movimento era massa versus velocidade, não 
contemplando apenas a direção e o sentido desse movimento. Ou seja, Descartes 
não considerou que a quantidade de movimento fosse uma grandeza vetorial. As 
leis do movimento de Descartes são descritas a seguir: 
Primeira lei da natureza: que cada objeto, uma vez dotado de 
movimento, sempre permanece neste mesmo estado; e que, 
consequentemente, uma vez posto em movimento ele sempre continua 
a se mover. 
Segunda lei da natureza: que todo movimento é, por si mesmo, ao 
longo de linhas retas; e, consequentemente, corpos que se estão 
movendo em círculo sempre tendem a se mover para fora do centro do 
círculo que estão descrevendo. 
[...] 
Terceira lei da natureza: que um corpo, entrando em contato com um 
outro mais pesado, não perde nada de seu movimento, mas entrando 
em contato com um mais leve, perde tanto quanto o transfere ao corpo 
mais leve. (Franco, 2002, p.15-16, grifos do original) 
Newton, no auge de sua genialidade e maturidade intelectual, em sua 
cidade natal, enquanto vivenciava um período de isolamento, criou o teorema 
binomial, o cálculo diferencial e integral, e concebeu as ideias fundamentais que 
iriam ser publicadas no Principia. Elas dizem respeito principalmente à gravitação 
universal, dentre outros temas relacionados à mecânica e à luz. Nessa obra 
majestosa, Newton enuncia as três leis sobre os movimentos dos corpos. Ainda 
que incompletas, essas leis estão presentes nas obras de Descartes e Galileu, 
como ocorre com a primeira lei de Newton – a lei da inércia. A segunda lei também 
foi, de forma mais imprecisa, enunciada por Galileu e Descartes – a relação entre 
força e velocidade foi apontada por Galileu e a quantidade de movimento foi 
concebida de forma escalar por Descartes. Contudo, Newton, além de corrigir 
essas concepções imprecisas, formulou um conjunto de leis que não só rege o 
movimento dos corpos terrestres, mas também dos corpos celestes – os planetas 
–, ao acrescentar a lei da gravitação universal ao conjunto da obra. Ou seja, 
Newton imprimiu uma dinâmica às leis de Galileu e de Kepler e ao sistema 
heliocêntrico de Copérnico. Isso é, através de sua obra, unificou a mecânica 
terrestre à celeste, por meio do que ficou conhecido como mecânica newtoniana. 
As primeiras leis de Newton estão contidas no Princípios Matemáticos de 
Filosofia Natural (Principia): 
[Primeira lei] Todo corpo permanece em seu estado de repouso ou de 
movimento em linha reta, a menos que seja obrigado a mudar seu estado 
por forças nele impressas. 
[...] 
 
 
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[Segunda lei] A mudança do movimento é proporcional à força motriz 
impressa, e se faz segundo a linha reta pela qual se imprime essa força. 
[...] 
[Terceira leia] A uma ação sempre se opõe uma reação igual, ou seja, 
as ações de dois corpos um sobre o outro sempre são iguais e se dirigem 
a partes contrárias. (Franco, 2002, p. 18) 
A lei da gravitação universal de Newton não surge de forma espetacular, 
ou seja, após o insight de um gênio, mas a partir de problemas investigados por 
outros físicos, como Edmund Halley, sobre a estabilidade dos movimentos e das 
órbitas dos planetas. Essa questão foi proposta quando se quis calcular a força 
central que mantinha os planetas em movimento em torno do Sol – ou, da forma 
como investigou Newton, trata-se da força que manteria a Lua em órbita em torno 
da Terra. Em 1864, Halley já sabia que os planetas ficam em órbita em torno do 
Sol; ele deveria imprimir uma força aos planetas, eessa força variava 
proporcionalmente ao inverso do quadrado da distância ao planeta. No entanto, 
não se poderia saber qual tipo de órbita o planeta descreveria em torno do Sol, 
em função dessa força até então conhecida. Sem solucionar o problema, Halley 
procurou Newton em Cambridge e lhe perguntou qual seria a curva descrita por 
um planeta em torno do Sol, caso a força de atração variasse com o inverso do 
quadrado da distância entre eles. Newton logo respondeu que já havia resolvido 
esse problema e que a curva seria uma elipse. Os resultados estavam entre 
inúmeros cálculos numa pilha de rascunhos. Newton prometeu enviá-los 
posteriormente, e o fez por meio de um manuscrito intitulado Sobre o movimento 
dos corpos em uma órbita, que continha a demonstração para a obtenção da 
curva, quando um corpo está sujeito à ação de uma força central, e também a 
demonstração matemática das três leis de Kepler. 
Após seguir o concelho de Halley, de produzir uma obra que reunisse todas 
as suas descobertas e criações sobre a dinâmica dos movimentos, e tendo 
incluído a lei da gravitação universal, Newton ficou confinado por cerca de dois 
anos escrevendo o Principia. O texto foi apresentado, posteriormente, na Royal 
Society de Londres, e as publicações foram custeada por Edmund Halley. Assim, 
no Livro III do Principia, Newton expõem o desenvolvimento da lei da gravitação 
universal por meio de proposições que explicavam o movimento e a órbita lunar. 
Ele estendia esses princípios aos demais planetas e ao Sol, chamando-os de 
estrutura do sistema de Mundo (lei da gravitação universal), cuja expressão 
matemática é dada por: 𝐹 = 𝐺
𝑀1𝑀2
𝑑²
, em que F é a força gravitacional, 𝑀1e 𝑀2 são 
as massas dos corpos, d a distância entre eles e G a constante gravitacional. 
 
 
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TEMA 4 – A TERMODINÂMICA E O ELETROMAGNETISMO 
No século XVIII, conhecido como o século das luzes, a física ainda tinha 
áreas com grandes problemas em aberto, principalmente no que diz respeito à 
formação e compreensão dos conceitos físicos e das leis relacionadas à luz, ao 
calor, à eletricidade, ao som e à energia. Nesses campos, muita coisa precisaria 
ser resolvida, pois a física newtoniana, embora necessária em diversas situações, 
não aborda conhecimentos relacionados à termodinâmica e ao eletromagnetismo. 
Em relação aos fenômenos térmicos: o calor foi um conceito físico que 
demorou a ser corretamente formulado. Havia várias teorias para a compreensão 
dos fenômenos relacionados ao calor e à temperatura. Uma das primeiras teorias 
sobre o calor foi a teoria mecânica do calor. Ela afirmava que o calor é resultado 
da vibração dos átomos que constituem a matéria; a temperatura seria a 
intensidade das vibrações; a propagação dessas vibrações, por sua vez, resultaria 
em transferência de calor. (Rosa, 2012, p. 298). Outra concepção sobre o calor é 
formulada pela teoria do calórico, que “considerava o Calor um fluido sutil, que 
preencheria o interior dos corpos; a temperatura corresponderia à pressão ou à 
densidade do ‘calórico’ contido num corpo, sendo a transferência de Calor de um 
corpo para outro um ‘escoamento’ de calórico no sentido decrescente de sua 
pressão.“ (Rosa, 2012, p. 298). Somente a partir dos trabalhos de Benjamin 
Thompson, conhecido como Conde Rumford, que a teoria do calórico passou a 
ser contestada. Finalmente, com os trabalhos sobre a equivalência mecânica do 
calor, ela foi plenamente refutada. Vários experimentos foram realizados para a 
determinação desse equivalente; dentre eles, destaque para as experiências do 
físico inglês James Prescott Joule, que realizou diversas medidas até obter o 
equivalente mecânico do calor, cujo resultado atual é de 1 cal = 4,186 J. 
A máquina a vapor de Newcomen e o seu aperfeiçoamento por James Watt 
contribuíram de forma decisiva para a criação e o desenvolvimento da 
termodinâmica. Essas máquinas surgiram durante a Revolução Industrial, na 
Inglaterra, que promoveu grandes transformações sociais no modo de produção 
dos países europeus. Uma figura fundamental na formulação das leis da 
termodinâmica é a do francês Sadi Carnot, que em 1824 publicou as suas 
reflexões sobre os fundamentos científicos do funcionamento das máquinas a 
vapor. A contribuição de Carnot veio com a análise da melhor forma de se obter 
 
 
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trabalho (ou força) a partir do calor, quando ele é transferido de uma fonte quente 
para uma fonte fria. De acordo com Carnot, 
A produção da potência motriz é devida nas máquinas a vapor, não a 
uma consumação real do calórico, mas ao seu transporte de um corpo 
quente para um corpo frio, isto é, ao seu restabelecimento de equilíbrio, 
equilíbrio suposto rompido por qualquer que seja a causa, por uma ação 
química, tal como a combustão ou outra qualquer. (Rosa, 2012, p. 159). 
Os estudos de Carnot lançaram as bases para a segunda lei da 
termodinâmica, que limita a transformação de calor em trabalho, o que ficou 
idealizado por meio de transformações cíclicas, denominadas ciclo de Carnot: “A 
potência motriz do calor é independente dos agentes que trabalham para realizá-
la; sua quantidade é fixada unicamente pelas temperaturas dos corpos entre os 
quais se faz o transporte do calórico” (Rosa, 2012, p. 160). 
Outros estudos posteriores foram realizados por diversos físicos 
experimentais. Dentre eles, destaque para os trabalhos de Helmholtz e Clausius, 
que resultaram na formulação da primeira lei da termodinâmica. Clausius também 
contribuiu para a formação da segunda lei da termodinâmica, com o trabalho 
Sobre a força motriz do calor, e com a formulação do conceito de entropia. Outros 
físicos experimentais, como William Thomson, conhecido como Lord Kelvin, 
também contribuiu com Sobre a Teoria Dinâmica do Calor, trabalho publicado em 
1851. Kelvin formulou uma nova versão da segunda lei da termodinâmica, a saber: 
“é impossível realizar um processo cíclico cujo único efeito seja remover calor de 
um reservatório térmico e produzir uma quantidade equivalente de trabalho” 
(Rosa, 2012, p. 166). 
Por muitos séculos (mais de vinte), o conhecimento sobre a eletricidade 
não seduziu o homem, nem quanto a suas aplicações e nem quanto à forma geral 
do fenômeno. Mesmo os fenômenos magnéticos não conseguiram tal atenção – 
vale destacar o uso da bússola como um instrumento de orientação, ainda que 
não tenha passado dessa aplicação, já que seu funcionamento passou 
despercebido por muitos séculos. Porém, em 1600, William Gilbert, inglês e 
médico da Rainha Elizabeth I, publicou a obra De Magnete, na qual procurou 
reunir conhecimentos e fazer novas revelações e estudos sobre os fenômenos 
elétricos e magnéticos, além de ter descrito várias propriedades relacionadas a 
esses fenômenos. Gilbert concebia a eletricidade como um fluido que saía e 
entrava nos corpos, que podiam ser ‘elétricos” e “não-elétricos”. Ele também 
aplicava essa concepção ao magnetismo, no caso dos ímãs. 
 
 
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Somente no século XVIII começam a surgir os experimentos com 
eletricidade estática, com o inglês Stephen Gray, que veio a descobrir que alguns 
corpos podem conduzir a “virtude elétrica” e outros não. Ele descobriu também a 
eletrização a distância ou por indução, quando os corpos podem ficar eletrizado 
sem que haja contanto entre um corpo eletrizado e outro não. Na mesma época, 
Du Fay também fazia experimentos com eletricidade estática. Ele descobriu que 
os corpos eletrizados podiam interagir ao serem aproximados entre si, repelindo 
ou atraindo-se mutuamente. Somente em 1745, na universidade de Leiden, teve 
início a investigação do armazenamento de eletricidade estática numa garrafa 
com água, denominada de garrafa de Leiden, cuja capacidade de armazenamento 
resultara em fortes choques elétricos. 
Na colônia inglesa, a América, Benjamim Franklin fez inúmeras 
experiências nessa época, contribuindo de forma significativa para uma melhor 
compreensãoda natureza da eletricidade, “resinosa” e “vítrea”. Em cartas 
enviadas a Peter Collinson, na metade do século XVIII, Franklin comunicou: 
existe somente uma espécie de Eletricidade, e que ela se encontra 
presente em todos os corpos, porém, em quantidades moderadas”; “o 
vidro friccionado atrai Eletricidade da borracha e torna-se eletrizado 
positivamente ou plus (+), ao passo que a borracha se torna eletrizada 
negativamente ou minus (-)”; “os corpos que possuem uma quantidade 
de Eletricidade inferior à comum repelem-se uns aos outros, do mesmo 
modo que os que possuem mais”; “um Globo de enxofre, empregado em 
vez de vidro na máquina elétrica, carrega-se de Eletricidade negativa” 
(deve-se a Franklin a denominação de Eletricidade “positiva” para a 
Eletricidade “vítrea” de Du Fay, e de “negativa” para a Eletricidade 
“resinosa”); “um recipiente metálico isolado não consegue reter 
Eletricidade em sua parte interna”; “um ou mais corpos devem ganhar 
‘fogo elétrico’ de corpos que o perdem” (hoje conhecida como “lei de 
conservação da carga elétrica”: a soma líquida das cargas elétricas 
dentro de uma determinada região é constante); “um corpo que possui 
apenas a quantidade média de ‘fogo elétrico’ pode receber uma centelha 
de um corpo carregado positivamente e emitir outra centelha para um 
corpo carregado negativamente. (Rosa, 2012, p. 312) 
 A quantização das interações elétricas relacionadas às cargas foi 
conseguida por Charles-Augustin Coulomb, com a formulação da lei das atrações 
e repulsões elétricas, denominada de lei de Coulomb. A eletricidade dinâmica 
iniciou-se com os estudos do professor de anatomia da Universidade de Bolonha, 
Luigi Galvani, com experiências de estímulo muscular em rãs, com eletricidade. 
O físico italiano Alessandro Giuseppe Volta, ao fazer experimentos com placas 
metálicas embebecidas em soluções, produziu eletricidade em movimento, ou 
corrente elétrica. 
 
 
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Já no século XIX, o estudo da eletricidade experimenta um vertiginoso 
avanço, devido aos inúmeros trabalhos de pesquisadores que se dedicaram a 
esse campo da física, de espetacular aplicação. É nesse século que surgem as 
leis do eletromagnetismo, com os mais renomados físicos da época, como 
Oersted, Ampère, Faraday e Maxwell, que formularam as grandes teorias do 
eletromagnetismo, culminando nas quatro equações de Maxwell. Inicialmente, 
temos a descoberta do eletromagnetismo, por Hans Christian Oersted, em 1820, 
quando ministrava um curso sobre eletricidade e magnetismo. Com suas 
experiências, Oersted causou inquietação nos físicos experimentais, pois não 
havia uma teoria satisfatória para explicar o fenômeno da perturbação de uma 
bússola que é aproximada de uma corrente elétrica num fio. A partir dessa busca, 
e visando esclarecer o novo fenômeno, surgiu o conceito de campo elétrico (e 
magnético), elaborado por Faraday, e também a descoberta da indução elétrica, 
da lei de Ampère, dentre outras descobertas. Muitas contribuições foram 
realizadas por diversos cientistas do campo da eletricidade e do magnetismo (ou 
do eletromagnetismo). A maior delas foi realizada pelo físico escocês James 
Clarck Maxwell, com a teoria que unificaria a eletricidade, o magnetismo e a óptica 
– a teoria do eletromagnetismo –, no Tratado sobre Eletricidade e Magnetismo, 
trabalho que contém as quatro equações de Maxwell. 
TEMA 5 – A FÍSICA MODERNA 
A física continuou a sua evolução depois do advento da física newtoniana, 
da formulação da teoria eletromagnética e das formulações das leis da 
termodinâmica. Recebeu também contribuições de diversos campos da física, 
como a óptica e a acústica, constituindo o que conhecemos por física clássica. 
Essa evolução se dá a partir do final do século XIX e do início do século XX, 
quando surgiram algumas descobertas que impactaram os físicos, os quais 
passaram a buscar respostas aos fenômenos recém-descobertos. Dentre essas 
descobertas, está o efeito fotoelétrico, descoberto em 1887 por Heinrich Hertz, o 
raio-X, por Roentgen em 1895, a radiatividade, por Becquerel (1896) e pelo casal 
Curie (1898), dentre outras, como a distribuição de energia de um corpo negro. 
A partir desse cenário, e considerando o problema da distribuição de 
energia de um corpo negro, Max Planck apresenta o seu trabalho Sobre a teoria 
da lei de distribuição de energia do espectro contínuo, que corresponde a um dos 
fundamentos da física moderna. Essa teoria, que incialmente era considerada 
 
 
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como hipótese por Planck, foi confirmada por Einstein, quando explicou o efeito 
fotoelétrico, cujo trabalho lhe valeu um Prêmio Novel em 1921, com o artigo “Um 
ponto de vista heurístico sobre a geração e a transformação da luz”. 
Outro fato histórico que marcou a ciência e a humanidade para sempre foi 
a publicação do artigo “Eletrodinâmica dos corpos em movimento” (com a teoria 
especial da relatividade, em 1905, por Albert Einstein). Na mesma toada, o texto 
de 1916 “Teoria Geral da Relatividade”, que, segundo Einstein (citado por Rosa, 
2012, p. 172), 
se assemelha a um prédio composto de dois pavimentos: a Teoria 
especial e a Teoria geral. A Teoria especial, sobre a qual a Teoria geral 
repousa, aplica-se a todos os fenômenos físicos, em sistemas inerciais, 
com exceção da gravidade, e não se aplica a sistemas acelerados; a 
Teoria geral generaliza a Teoria especial para sistemas acelerados, 
fornecendo a Lei da gravitação e sua relação com as outras forças da 
Natureza. 
Sobre esses dois fundamentos, a teoria quântica proposta por Planck e a 
da relatividade proposta por Einstein, foi desenvolvida a física moderna, que se 
desdobrou em outros temas, a saber: a física atômica e nuclear, a física quântica 
e a física das partículas. 
FINALIZANDO 
Nessa aula, tratamos do surgimento da ciência moderna, com as principais 
áreas da física – a mecânica, a termodinâmico, o eletromagnetismo e a física 
moderna. Para um maior aprofundamento sobre o surgimento da física, 
convidamos o aluno a ler os textos indicados. A partir deles, poderá aprofundar-
se em questões pertinentes ao surgimento dos conceitos físicos, das leis e 
princípios de conservação e da física moderna. 
LEITURA COMPLEMENTAR DA DISCIPLINA 
Textos de abordagem teórica 
BRAGA, M. et al. Breve história da ciência moderna. 4. ed. Rio de Janeiro: 
Zahar, 2011. v. 1: Convergências de saberes. 
_____. Breve história da ciência moderna. 4. ed. Rio de Janeiro: Zahar, 2011. 
v. 2: das máquinas do mundo ao universo-máquina (séc. XV a XVII). 
 
 
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_____. Breve história da ciência moderna. 4. ed. Rio de Janeiro: Zahar, 2011. 
v. 3: das luzes ao sonho do doutor Frankenstein (séc. XVIII). 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
FERREIRA, A. B de H. Dicionário da língua portuguesa. 3. ed. Curitiba: Positivo, 
2004. 
FRANCO, H. A mecânica e a cosmologia no Renascimento: apostila dos 
conceitos de física. 2. ed. IFUSP, 2002. 
ROSA, C. A. de P. História da ciência: a ciência. 2. ed. Brasília: FUNAG, 2012. 
_____. História da ciência: da antiguidade ao renascimento. 2. ed. Brasília: 
FUNAG, 2012. 
_____. História da ciência: o pensamento científico e a ciência do século XIX. 2. 
ed. Brasília: FUNAG, 2012. 
ROSSI, P. O nascimento da ciência moderna na Europa. Bauru, SP: EduSC 
2001.