Aluno(a): ____________________________________________________ 9º ano _______ Florianópolis: _____/______/2015. Professor(a): Marciel C. Moraes 1º trimestre TEXTO COMPLEMENTAR 03 GRANDEZAS ESCALARES E VETORIAIS As grandezas físicas dividem-se em dois grupos: Grandeza escalar Grandeza escalar é aquela que fica perfeitamente determinada quando conhecemos o seu significado físico e o número que a mede. Esse número depende da unidade escolhida para a medida da grandeza. Por exemplo: uma densidade se caracteriza por ser o quociente da massa por volume; e fica determinada quando conhecemos o número que a mede. Suponhamos que a densidade de um corpo seja 2 g/cm3 ; o número que a mede é 2. Mas, se mudarmos a unidade para kg/cm3, o número que a mede passará a ser 0,002, porque 1 g/cm3 = 0,001kg/m3. Grandeza vetorial Grandeza vetorial é aquela que não fica perfeitamente determinada só pelo significado físico e um valor numérico, porque possui, além desses dois elementos, uma direção e um sentido. É o caso de uma velocidade, por exemplo. Fisicamente a velocidade significa um quociente de espaço por tempo. Suponhamos que uma velocidade valha 5 m/seg (ou 500 cm/seg). Para que ela seja uma grandeza física perfeitamente conhecida não basta sabermos que se trata de um quociente de um espaço por um tempo e que vale 5 (ou 500). Pois um móvel, dotado de uma velocidade de pode estar se deslocando no espaço em uma infinidade de direções e de sentidos. Para que conheçamos exatamente a velocidade desse móvel precisamos saber em que direção e em que sentido ele se desloca à razão de 5 metros por segundo. Portanto, uma grandeza vetorial se caracteriza por quatro elementos: significado físico, valor numérico (módulo), direção e sentido. É o que acontece, por exemplo, com velocidade, força, aceleração, etc.. Notamos que o significado físico é aquilo que a grandeza representa dentro da Física. Enquanto que o valor numérico, a direção e o sentido são as características matemáticas da grandeza (e não características físicas). Ao conjunto dessas três características puramente matemáticas da grandeza vetorial chamamos vetor. Portanto, chama-se vetor ao conjunto do valor numérico, direção e sentido. É um ente puramente matemático, sem qualquer significado físico. Chama-se módulo de um vetor ao seu valor numérico. É preciso distinguir o vetor da grandeza vetorial. Esta possui um significado físico. O vetor não possui. Assim, duas grandezas vetoriais diferentes podem ter o mesmo valor numérico, a mesma direção e o mesmo sentido. Por exemplo: uma força pode ter módulo 2, direção AB e sentido de A para B. Uma velocidade, que é uma grandeza diferente de uma força, pode ter o mesmo módulo 2, a mesma direção AB e o mesmo sentido de a para B. Logo o vetor correspondente a essas duas grandezas vetoriais é o mesmo, embora elas sejam grandezas de espécies diferentes; isto é, essas duas grandezas são diferentes sob o ponto de vista físico, porque uma é força e outra é velocidade, mas têm as mesmas características matemáticas. Sob o ponto de vista da Matemática, é muito cômodo estudarmos as operações com vetores, isto é, exclusivamente com módulo, direção e sentido, independentemente do significado físico, pois assim o cálculo pode ser aplicado a qualquer grandeza vetorial, qualquer que seja o seu significado físico. A parte da Matemática que estuda essas operações é chamada Cálculo Vetorial. Um vetor é representado por um segmento de reta orientado que tenha a direção e o sentido do vetor, e comprimento igual ao módulo do vetor (segmento de reta orientado é aquele no qual estabelecemos um sentido de percurso). Indica-se um vetor com uma letra encimada por uma flecha: , , , , , etc.. Dois segmentos de reta orientados são chamados equipolentes quando têm mesmo módulo, mesma direção e mesmo sentido. Concluímos que diversos segmentos de reta equipolentes representam o mesmo vetor.