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GRANDEZAS ESCALARES E VETORIAIS GRANDEZAS ESCALARES São grandezas que exigem, para sua perfeita caracterização, apenas o valor numérico. As grandezas escalares obedecem as regras da aritmética comumente utilizadas em matemática. EXEMPLOS: Temperatura, Energia, Massa e Densidade. GRANDEZAS VETORIAIS São grandezas que, para sua perfeita caracterização, exigem, além do valor numérico (módulo), direção e sentido. As grandezas vetoriais obedecem as regras da álgebra vetorial. EXEMPLOS: Força, Velocidade, Aceleração e Deslocamento. REPRESENTAÇÃO DOS VETORES Para conseguirmos diferenciar uma grandeza escalar de outra vetorial, nós representamos as grandezas vetoriais por meio do uso de uma seta na parte superior da letra que simboliza a grandeza física. EXEMPLOS: VETOR FORÇA : ; VETOR VELOCIDADE : ; VETOR ACELERAÇÃO: ; VETOR CAMPO ELÉTRICO: ; VETOR CAMPO MAGNÉTICO: . F V a E B CARACTERIZAÇÃO DOS VETORES Para uma grandeza vetorial ser completamente caracterizada, nós temos que determinar seu módulo, direção e sentido. MÓDULO: é o valor numérico ou intensidade do vetor. O módulo é representado da seguinte forma: - módulo do vetor velocidade. DIREÇÃO: é dada pela reta que une dois pontos no espaço. SENTIDO: é dado pela orientação da reta que une os pontos do espaço. A figura abaixo mostra um exemplo onde determina-se as características de um vetor deslocamento. V ÁLGEBRA VETORIAL SOMA VETORIAL (MÉTODO GEOMÉTRICO) Para nós somarmos geometricamente um conjunto de vetores, devemos escolher um vetor e desenhá-lo. Onde terminar esse primeiro vetor, começamos a desenhar o segundo vetor e assim sucessivamente com todos os outros vetores. O vetor soma é dado pelo vetor que vai do começo do primeiro vetor até o fim do último vetor. A seguir temos alguns exemplos de soma vetorial pelo método geométrico. SOMA VETORIAL (MÉTODO ANALÍTICO) Existem duas formas de se calcular a soma de dois vetores de maneira analítica. Uma delas é quando o método geométrico é aplicado e resulta em um triângulo retângulo. A outra forma ocorre quando o método geométrico é aplicado e resulta num triângulo que não é retângulo. TRIÂNGULO RETÂNGULO O vetor soma é dado pela seguinte expressão: TRIÂNGULO QUE NÃO É RETÂNGULO O vetor soma é dado pela seguinte expressão: SUBTRAÇÃO DE VETORES (MÉTODO GEOMÉTRICO) O método geométrico empregado na subtração é idêntico com o empregado na soma vetorial. A única diferença é que nós invertemos o sentido do vetor que nós queremos subtrair. A figura a seguir ilustra essa situação. 22 BAS COSBABAS ...222 SUBTRAÇÃO VETORIAL (MÉTODO ANALÍTICO) A subtração pelo método analítico segue os mesmos critérios para encontrar um triângulo retângulo ou não retângulo, que foram empregados na soma vetorial analítica. As expressões utilizadas para obter o valor numérico da subtração são os seguintes: TRIÂNGULO RETÂNGULO O vetor diferença é dado pela seguinte expressão: TRIÂNGULO QUE NÃO É RETÂNGULO O vetor diferença é dado pela seguinte expressão: MULTIPLICAÇÃO DE UM VETOR POR UM ESCALAR Toda vez que um vetor for multiplicado por um escalar, ou seja, por um número, irá haver uma alteração somente no seu módulo é também no seu sentido (se o número for negativo). Enquanto que a direção não será alterada. A figura abaixo ilustra esse tipo de multiplicação. 22 BAS COSBABAS ...222 SOMA E SUBTRAÇÃO (MÉTODO DA DECOMPOSIÇÃO) A soma e a subtração de vetores pode ser realizada por meio da decomposição vetorial de cada um dos vetores que você deseja somar ou subtrair. A figura a seguir ilustra esse método. A decomposição é feita da seguinte forma: VETORES UNITÁRIOS São vetores utilizados para especificar as direções ao longo dos eixos coordenados (x, y e z) das componentes de um dado vetor. Como o próprio nome diz, o vetor unitário tem um módulo igual a 1. A figura a seguir mostra os vetores unitários referentes a cada um dos eixos coordenados. MULTIPLICAÇÃO DE VETORES PRODUTO ESCALAR O produto escalar entre dois vetores e é o produto dos módulos de cada um dos vetores pelo cosseno do ângulo entre eles. Matematicamente, temos que: A figura a seguir mostra uma interpretação geométrica para o produto escalar de dois vetores. A B CosBABA ... PRODUTO VETORIAL Sejam e dois vetores e formando entre si um ângulo φ. O produto vetorial desses vetores irá resultar num terceiro vetor . Esse vetor é definido como sendo o produto dos módulos do vetor e pelo seno do ângulo φ. Matematicamente, temos que: As figuras a seguir ajudam no entendimento do conceito de produto vetorial. A B C A B SenBABA .. REGRA DA MÃO DIREITA
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