Grandezas vetoriais e escalares.

O que são grandezas físicas? Sabe o que são grandeza escalares e vetoriais? Direção é diferente de sentido? Massa é diferente de peso? O que o GPS tem a ver com isso? Revise Física para o Enem!

Grandezas físicas são tudo aquilo que pode ser medido. Tempo, massa, deslocamento, velocidade etc. Medir uma grandeza física significa compará-la com uma unidade de medida escolhida como padrão, indicando quantas vezes a grandeza contém a unidade. Dessa forma a medida de uma grandeza física é representada por um número e uma unidade de medida. Por exemplo: a massa de um saco de arroz pequeno é de 10 kg. Temos a grandeza física massa, a quantidade 10 e a unidade de medida kg. Dependendo do tipo de informação necessária para que possamos entender as grandezas, vamos classificá-las em dois tipos: grandezas vetoriais e escalares.

Grandezas escalares

Muitas grandezas ficam perfeitamente definidas quando conhecemos seu valor numérico e a sua unidade. Tais grandezas são denominadas grandezas escalares. É o caso, por exemplo, da massa e volume de um corpo.

Quando dizemos que a massa de corpo é de 8 kg e que seu volume é de 15 litros, nada mais precisamos acrescentar para definir e entender essas características desse corpo. Do mesmo modo, quando dizemos que a temperatura ambiente em dado momento é 26oC, determinamos completamente a grandeza temperatura indicando o valor numérico e a unidade de medida.

Além da massa e da temperatura, temos também o tempo, o comprimento, a superfície de um corpo exemplos de grandezas escalares.

Grandezas vetoriais

Existem, porém, grandezas que, além do valor e da unidade, necessitam de direção e sentido para que fiquem bem entendidos. Por exemplo, se uma pessoa diz “eu vou me deslocar 5 metros”, a informação fica incompleta, pois, apesar de indicar a medida do deslocamento, essa informação não nos permite concluir para onde a pessoa vai se deslocar.

Para compreendermos melhor o movimento da pessoa, teríamos que saber a direção (vertical, horizontal, oeste, noroeste, etc) e o sentido (Para direita, para esquerda, do sul para o norte, etc) de seu deslocamento. Grandezas desse tipo são chamadas de grandezas vetoriais.

A velocidade, a força, o peso são exemplos de grandezas vetoriais.

Peso e massa – exemplificando a diferença entre os tipos de grandezas físicas

O peso de uma pessoa é uma grandeza vetorial enquanto que sua massa é escalar.

Ficou confuso(a)? Normal! É que na maioria das vezes em nosso cotidiano utilizamos peso e massa como sinônimos. Porém, quando você diz “vou até a farmácia me ‘pesar'”, está confundindo duas grandezas físicas. Vem que vou te explicar:

O peso é uma grandeza física denominada de “força”. Ela tem sua origem no núcleo do planeta Terra. Como resultado dessa força, somos “puxados” para o interior da Terra (sentido para baixo) e em direção totalmente vertical. Você pode notar, então, que para definirmos o peso precisamos de várias informações, como a direção e o sentido.

Já a massa não exige que especifiquemos nada disso. A massa apenas se refere à quantidade de matéria presente no seu corpo. Para definir isso, você não precisa falar sobre sentido ou direção. O número (quantidade) e a unidade já bastam para definir sua massa.

Dessa maneira, podemos dizer que o peso é uma grandeza vetorial, enquanto que a massa é uma grandeza escalar.

Dica: Você lembra quais são as unidades utilizadas pelo Sistema Internacional de Unidades? Não? Então pause sua revisão sobre as grandezas escalares e vetoriais e revise o S.I. com esta aula do professor Rodinei.

Vetores

Toda grandeza vetorial é caracterizada por seu módulo (sua medida), sua direção e seu sentido. Para representar tais grandezas, faz-se uso do conceito de vetor.

O vetor é um ente matemático representado por um segmento de reta orientado sempre para a direita e colocado sobre uma letra minúscula ou sobre duas letras maiúsculas juntas. Exemplos:Agora, veja algumas ilustrações para fixar a diferença entre direção e sentido:

               

Entendeu a diferença entre os dois? Muita gente confunde!

E GPS? O que ele tem a ver? Tudo!

O GPS usa direções e sentidos de deslocamento de algo que se deseja localizar, relacionados com o tempo de chegada desses sinais. Faz-se uma triangulação desses obtendo sua localização.

Lembre que “GPS” é uma sigla inglesa de tradução para Sistema de Posicionamento Global. É um sistema de radionavegação baseado em satélites que permite ao usuário saber sua localização em qualquer ponto do globo terrestre através de sua posição relativa a um determinado grupo de satélites.

Um receptor no veículo capta sinais de rádio enviados do sistema de satélites, na imagem acima, dos três satélites. Sabendo o tempo que o sinal leva para ir e voltar a um satélite, pode-se calcular a que distancia o receptor do veículo está da fonte emissora.São necessários no mínimo quatro satélites para uma localização exata do veículo. O quarto satélite faz o registro do tempo e a triangulação.

Para finalizar sua revisão e tirar suas dúvidas sobre o assunto, veja esta videoaula do prof. Rossetto:

Agora, teste seus conhecimentos resolvendo as questões que selecionei para você:

Questão 01)    (UNIFOR-CE-2018)

Grandezas físicas são aquelas que podem ser medidas, ou seja, que descrevem quantitativamente a propriedade observada no estudo do fenômeno físico. Em estudos físicos, elas se apresentam nas formas vetoriais ou escalares. Analise as proposições abaixo e assinale a alternativa que apresenta apenas grandezas vetoriais:

a) força, tempo, trabalho e massa.

b) energia, área, campo elétrico e volume.

c) volume, pressão, energia e temperatura.

d) velocidade, aceleração, força e campo elétrico.

e) aceleração, área, velocidade e pressão.

Gab: D

Questão 02)    (UEA-AM-2018)

São exclusivamente grandezas vetoriais:

a) força, aceleração, tempo e temperatura.

b) deslocamento, velocidade, calor e potência.

c) período, frequência, energia e força.

d) campo elétrico, velocidade, aceleração e força.

e) aceleração, campo magnético, energia e massa.

Gab: D

Questão 03)    (UDESC-2018)

Considere as seguintes proposições sobre grandezas físicas escalares e vetoriais.

  1. A caracterização completa de uma grandeza escalar requer tão somente um número seguido de uma. unidade de medida. Exemplos dessas grandezas são o peso e a massa.
  2. O módulo, a direção e o sentido de uma grandeza caracterizam-na como vetor.

III.    Exemplos de grandezas vetoriais são a força, o empuxo e a velocidade.

  1. A única grandeza física que é escalar e vetorial ao mesmo tempo é a temperatura.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.

b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.

c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.

d) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.

e) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras.

Gab: D

Sobre o(a) autor(a):

Rodinei Pachani é mestre em Geofísica pela USP-SP, com licenciatura plena em matemática, possui pós-graduação em Gerência Financeira e especialização em Estatística Aplicada. Possui experiência de mais de 28 anos em sala de aula, tendo trabalhado com ensino médio, cursinhos e Faculdades. É autor do livro “Ciência ao alcance de todos” e possui um canal no YouTube onde realiza experimentos, explica conteúdos e resolve exercícios de física.