Segundo a física, grandeza é tudo aquilo que pode ser medido. Tal é dividido em dois:
ESCALARES; São as grandezas que possuem apenas módulo, ex.: tempo. O tempo só possui módulo. Não faz sentido perguntar para onde o tempo está indo, se é para cima ou para baixo, direita ou esquerda...
VETORIAIS; São as grandezas que possuem módulo (o valor numérico), sentido (esquerda/direita e pra cima/pra baixo) e direção (vertical, horizontal ou vertical), ex.: direção. A direção sim, dá para você perguntar se está indo para cima/baixo ou para esquerda/direita.
ESCALARES POSSUEM APENAS MÓDULO.
VETORIAIS POSSUEM MÓDULO, DIREÇÃO E SENTIDO.
Uma grandeza é tudo aquilo a que se pode atribuir um valor numérico e uma unidade de medida. Em outras palavras, grandeza é tudo aquilo que pode ser medido. A atribuição de valores para as grandezas é feita por meio de padrões estabelecidos ou regras que podem ser reproduzidas em laboratório. Após os padrões para a determinação das grandezas serem estabelecidos, as unidades de medida são escolhidas.
Na década de 60, existiam grandes quantidades de sistemas e padrões de medida, cada um com suas unidades próprias, o que dificultava, por exemplo, a produção científica, haja vista a complicação de se conhecer todos os padrões e sistemas propostos. Buscando padronizar as unidades de medida das grandezas, a 11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM) criou o Sistema Internacional de Unidades (SI). O SI estabelece quais são as unidades e os padrões necessários para a determinação de cada medida. Além disso, foram determinadas unidades consideradas fundamentais e, a partir destas, derivam todas as demais. A tabela abaixo mostra as grandezas fundamentais consideradas pelo SI e suas unidades de medida e símbolos.
Podemos citar como exemplo de grandeza derivada a força. A unidade de medida de força é o newton (N), que advém das unidades de comprimento, massa e tempo.
As grandezas escalares são aquelas que podem ser completamente caracterizadas apenas com um número seguido de uma unidade de medida. É o caso, por exemplo, da massa. Ao dizermos que um objeto possui 10 kg, a informação foi completamente passada e não há necessidade de complemento. Assim, podemos entender que essa grandeza é escalar.
Temperatura, massa, tempo, energia, etc., são exemplos de grandezas escalares. O tratamento dessas grandezas é algébrico, isto é, as operações envolvendo grandezas escalares podem ser feitas normalmente.
As grandezas vetoriais precisam de três informações para serem completamente caracterizadas: módulo, direção e sentido. O módulo corresponde ao valor numérico da grandeza; a direção é a reta de atuação (horizontal, vertical e diagonal); e o sentido determina como a grandeza atua em determinada direção (direita, esquerda, para cima etc).
Se dissermos que uma força de 50 N empurrou um objeto, precisamos dizer para onde esse objeto foi empurrado. Ao mostrar apenas o valor numérico, a informação fica incompleta. Podemos afirmar, por exemplo, que uma força de 50 N empurrou um objeto na horizontal e para a direita.
O vetor é o representante das grandezas vetoriais e é quem indica as três características de uma dada grandeza vetorial. A figura abaixo mostra duas forças que atuam sobre um objeto de massa M. A partir dos vetores (setas) que representam as forças F1 e F2, podemos dizer que o movimento é horizontal, para a direita e que F1 > F2. Força, velocidade, aceleração, etc., são exemplos de grandezas vetoriais.
As operações envolvendo esse tipo de grandeza são chamadas de vetoriais. Por isso, nem sempre uma força de 4 N somada à outra força de 4 N resultará em uma força de 8 N. Para saber mais sobre as operações vetoriais, leia os seguintes textos: operações básicas envolvendo vetores, operações com vetores e decomposição de vetores.
01. O que é necessário fornecer às grandezas vetoriais que não é necessário às grandezas escalares, para que elas fiquem perfeitamente caracterizadas?
Para que uma grandeza vetorial seja completamente caracterizada, é preciso fornecer:
I: intensidade;
II: Direção;
III. Sentido.
Para caracterizar completamente uma grandeza escalar, basta informarmos um único valor:
I. intensidade.
02. Classifique os itens abaixo em “grandeza escalar”, “grandeza vetorial” ou “não grandeza física”
| a) Velocidade. b) Distância. | c) Compaixão. d) Cansaço | e) Peso f) Massa |
| a) Velocidade. b) Distância. c) Compaixão. d) Cansaço e) Peso |
| a) Grandeza vetorial. b) Grandeza escalar. c) Não grandeza. | d) Não grandeza. e) Grandeza escalar. f) Grandeza escalar. |
03. Indique a opção em que todas as grandezas apresentadas são grandezas escalares:
| a) Massa, velocidade, aceleração. b) Altura, velocidade, massa. | c) Força, massa, distância. d) distância, massa, tempo. |
| a) Massa, velocidade, aceleração. b) Altura, velocidade, massa. c) Força, massa, distância. d) distância, massa, tempo. |
04. Marque a opção cujas medidas apresentadas estão de acordo com o SI:
| a) 200 kg, 2 m, 20 h. b) 2000 g, 200 cm, 72.000 anos. | c) 200 kg, 0,2 dam, 0,833 d. d) 2000 g, 2 m, 72.000 s. |
| a) 200 kg, 2 m, 20 h. b) 2000 g, 200 cm, 72.000 anos. c) 200 kg, 0,2 dam, 0,833 d. d) 2000 g, 2 m, 72.000 s. |
05. Sabendo que a velocidade é dada pela razão entre deslocamento (uma variação de distância) e tempo, faça uma análise dimensional e marque as alternativas que não podem expressar a grandeza velocidade:
| a) [ ] kg/m. b) [ ] cm/s. | c) [ ] N/s. d) [ ] km/dias. | e) [ ] dias/km. |
| a) [ ] kg/m. b) [ ] cm/s. c) [ ] N/s. d) [ ] km/dias. e) [ ] dias/km. |
| a) [ ] kg/m. b) [ X ] cm/s. | c) [ ] N/s. d) [ X ] km/dias. | e) [ ] dias/km. |
06. Sabendo que a aceleração é dada pela razão entre variação de velocidade e tempo, faça uma análise dimensional e marque as alternativas que não podem expressar a grandeza aceleração:
| a) [ ] (m/s)/s. b) [ ] m/s². | c) [ ] km/h. d) [ ] (N.km)/(N.s²). | e) [ ] s²/km. |
| a) [ ] (m/s)/s. b) [ ] m/s². c) [ ] km/h. d) [ ] (N.km)/(N.s²). e) [ ] s²/km. |
| a) [ ] (m/s)/s. b) [ ] m/s². | c) [ X ] km/h. d) [ ] (N.km)/(N.s²). | e) [ X ] s²/km. |
Diariamente nos deparamos com muitas grandezas físicas. Algumas dessas grandezas ficam perfeitamente definidas com um valor numérico e sua unidade de medida. É o caso, por exemplo, da temperatura. Quando dizemos que a temperatura ambiente é de 23º C, não precisamos de mais nenhuma informação para explicar esse fenômeno. No entanto, existem grandezas que, além do valor numérico e da unidade de medida, necessitam de uma direção e um sentido para que fiquem perfeitamente definidas. Por exemplo, a distância entre Goiânia (GO) e Brasília (DF) é de aproximadamente 170 km. Para chegarmos a Brasília, partindo de Goiânia, devemos percorrer cerca de 170 km, na direção nordeste e sentido Goiânia-Brasília. As grandezas que são definidas apenas pelo seu valor numérico e sua unidade de medida são chamadas de grandezas escalares. São grandezas escalares: Tempo, Temperatura, Volume, Massa, Trabalho de uma Força, etc. Aquelas que necessitam de uma direção e um sentido, além do valor numérico e da unidade de medida, são chamadas de grandezas vetoriais. As grandezas vetoriais são representadas por vetores. Vetor é um ente matemático caracterizado por possuir um sentido, uma direção e um módulo (intensidade). Graficamente, vetor é representado por uma reta orientada, indicado por uma letra sobre a qual colocamos uma seta. vetor força vetor aceleração vetor velocidade
São grandezas vetoriais: Velocidade, Aceleração, Força, Deslocamento, Empuxo, Campo elétrico, Campo magnético, Força peso, etc.
Publicado por Kleber G Cavalcante