Se denomina magnitudes aos atributos físicos mensuráveis (mensuráveis) de objetos ou das interações entre eles, como forças, temperatura, comprimento, carga elétrica ou muitas outras variáveis. Dependendo de certas características, as magnitudes podem ser de dois tipos: escalar e vetorial.
Las quantidades escalares São aqueles que podem ser representados por uma escala numérica, na qual cada valor específico acusa um grau maior ou menor da escala. Por exemplo: temperatura, comprimento.
Las quantidades vetoriais , por outro lado, envolvem muito mais informações do que simplesmente podem ser representadas em um número e também requerem um sentido ou direção específica dentro de um determinado sistema de referência. Por exemplo: velocidade, força. Para isso, um vetor como uma representação do sentido único de grandeza. Cada vetor é definido por quatro propriedades:
- ponto de aplicação. O local onde o vetor “nasce”. Isso define o sistema de referência usado para definir o vetor.
- Direção. A orientação em relação a um eixo do sistema de referência escolhido.
- Sentido. Para que lado da linha de ação o vetor está direcionado?
- Módulo. O comprimento do vetor.
- Vetores
Exemplos de grandezas escalares
- Temperatura. É uma magnitude escalar, pois um valor numérico a define completamente. A temperatura não tem direção ou sentido, não é um vetor. Por exemplo: a temperatura ambiente é geralmente definida como 20 ºC.
- Pressão. A pressão ambiente, geralmente medida em milímetros de mercúrio (mmHg), é o peso que a massa de ar na atmosfera exerce sobre as coisas e é mensurável por meio de uma escala linear. Não tem direção ou significado, portanto não é um vetor.
- Comprimento. O comprimento das coisas ou distâncias é uma das duas dimensões fundamentais, perfeitamente mensuráveis através da escala linear do sistema métrico ou anglo-saxão: centímetros, metros, quilômetros, ou jardas, pés, polegadas.
- Energia. Definida como a capacidade da matéria de agir física ou quimicamente, costuma ser medida em joules, embora dependendo do tipo específico de energia possa variar para outras unidades (calorias, termos, cavalos de potência por hora, etc.), todas escalares.
- Tempo. A quantidade de matéria que um objeto contém é medida como um valor fixo através do sistema métrico ou anglo-saxão de unidades: grama, quilograma, tonelada, libra, etc.
- Tempo. Relatividades à parte, o tempo é mensurável através do mesmo sistema linear de segundos, minutos e horas. O tempo não tem direção nem sentido, por isso é escalar e não vetorial.
- Área. Geralmente representado por uma figura com unidades de metros quadrados (m2), é a superfície que um invólucro ou objeto ocupa.
- Volume. É o espaço tridimensional ocupado por um corpo e pode ser medido, por exemplo, em metros ou centímetros cúbicos (m3 o cm3).
- Frequência. É uma quantidade que permite medir o número de repetições de um fenômeno ou evento periódico por unidade de tempo decorrido. Sua unidade escalar é o hertz (Hz), que responde à formulação 1Hz = 1/s, ou seja, uma repetição por segundo.
- Densidade. Densidade é a relação entre a massa de um corpo e o volume que ele ocupa, a unidade de densidade pode ser expressa em quilogramas por metro cúbico (kg/m3).
Exemplos de grandezas vetoriais
- Peso. O peso é uma magnitude que expressa a força exercida por um objeto sobre um ponto de apoio, como consequência da atração gravitacional local. É representado vetorialmente a partir do centro de gravidade do objeto e em direção ao centro da Terra ou do objeto gerador da gravidade. É um vetor porque tem uma magnitude (m*g), uma direção (a linha que vai do centro de gravidade do objeto ao centro da Terra) e uma direção (em direção ao centro da Terra).
- Força. Força é entendida como qualquer coisa capaz de modificar a posição, forma ou quantidade de movimento de um objeto ou partícula. A força é um vetor porque, além de uma magnitude (uma intensidade), para descrever uma força, é necessário um sentido e uma direção.
- Aceleração. Esta grandeza vetorial expressa a variação da velocidade por unidade de tempo. Uma aceleração sempre tem uma direção e um sentido, acelerar positivamente (ir cada vez mais rápido) não é o mesmo que frear. A diferença é expressa com uma mudança de direção no vetor de aceleração.
- Velocidade. Expressa a quantidade de distância percorrida por um objeto em uma determinada unidade de tempo. Como a aceleração, a velocidade sempre requer uma direção e sentido para defini-la.
- torção. Também chamado de “torque”, expressa a medida de mudança de direção de um vetor em direção a uma curvatura, por isso permite calcular velocidades e taxas de rotação, por exemplo, de uma alavanca. Portanto, requer informações de posicionamento vetorial.
- Posição. Essa magnitude refere-se à localização de uma partícula ou objeto no espaço-tempo. Para definir uma posição é necessário conhecer uma distância e sua direção em relação a um eixo. Por exemplo, o Chile fica a certa distância da Argentina a oeste e de Sydney a leste. Sem os dados de endereço, a posição não está completamente definida.
- tensão elétrica. Também conhecida como tensão, a tensão elétrica é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos ou duas partículas. Como depende diretamente do caminho da carga entre o ponto inicial e o ponto final, ou seja, um fluxo de elétrons, requer lógica vetorial para se expressar.
- Campo elétrico. Campos elétricos descrevem forças elétricas. As forças são vetores, então os campos também.