Torta de Física
Acabei de fazer uma torta de maçã. Você gostaria de um pedaço? Vamos fazer disso um jogo. Vou colocar a torta na mesa, vendar seus olhos e lhe dar instruções sobre como fazer a torta. Veremos o quão rápido você pode encontrá-lo. Pronto? Caminhe 10 metros, depois 5 metros, depois 12 metros e depois 5 metros.
Você achou a torta? Não? Isso é impossível. Eu disse exatamente o quanto você precisava andar. Vou te dar outra chance. Caminhe 10 metros ao norte, 5 metros a oeste, 12 metros ao sul e 5 metros ao leste. Parabéns! Torta muito saborosa.
Acredite ou não, este pequeno teste foi um exemplo perfeito das semelhanças e diferenças entre quantidades escalares e quantidades vetoriais em física - e por que você não pode se dar ao luxo de misturar as duas ao tentar resolver um problema.
Quantidades escalares
Começaremos definindo uma quantidade escalar. Um escalar é qualquer quantidade que não inclui uma direção. Na primeira tentativa de seu desafio de pizza, 10 metros, 5 metros e 12 metros eram escalares. Tudo que eu forneci a vocês foram distâncias sem direções de viagem. Sem uma direção, você não tinha ideia de para que lado deveria começar a andar e nenhuma ideia para que lado virar. Nesse caso, você precisava de mais informações.
Agora você pode estar pensando que os escalares estão perdendo alguma coisa e sempre deveriam ter uma direção adicionada, mas este não é o caso. Existem muitos valores na física que existem apenas como escalares. Isso inclui velocidade, massa, carga elétrica, energia e temperatura. Vejamos a temperatura como exemplo. Se eu disser que está 31 graus Celsius lá fora, você sabe que está muito quente. O número por si só é suficiente para fornecer todas as informações de que você precisa. Para dar um passo adiante, não há nem mesmo uma maneira de definir logicamente uma direção em uma medição de temperatura.
Quantidades de vetor
Agora vamos examinar as quantidades vetoriais. Um vetor é qualquer quantidade que envolve uma magnitude e uma direção. Durante sua segunda tentativa de encontrar a torta, acrescentei instruções para o número de metros que você precisava andar. Dez metros ao norte, 5 metros a oeste, 12 metros ao sul e 5 metros a leste foram todos vetores. Dez, cinco, doze e cinco são as magnitudes das distâncias que você precisava viajar. Norte, sul, leste e oeste forneciam a direção da viagem. Nesse caso, você precisava de ambas as informações para resolver o problema e encontrar a torta.
Você encontra muitas quantidades na física que são representadas como vetores: aceleração, deslocamento, velocidade e campos elétricos e magnéticos. É importante lembrar que você precisa de uma magnitude (10 metros) e uma direção (norte) para representar totalmente o vetor. Esquecer de adicionar a direção pode levar a errar as perguntas, mesmo que você calcule todas as magnitudes corretamente.
Resumo da lição
Vamos revisar brevemente os escalares e vetores. Um escalar é qualquer quantidade que não inclui uma direção. Medições como temperatura ou velocidade não precisam de uma direção para serem corretas e completas.
Um vetor é qualquer quantidade que envolve uma magnitude e uma direção. Aceleração, velocidade e deslocamento requerem uma magnitude (quão rápido, longe ou a taxa) e uma direção (norte, sul ou qualquer outro termo direcional) para serem considerados corretos.
Resultados de Aprendizagem
Após esta vídeo aula, você deverá ser capaz de:
- Diferencie entre quantidades escalares e vetoriais
- Forneça exemplos de ambos os tipos de quantidades