A matemática é a linguagem da física. Com isso, podemos descrever o mundo ao nosso redor em termos quantitativos. Para a mecânica (energia, massa e tempo), podemos utilizar dois tipos de valores para representar numericamente as idéias. As duas formas são conhecidas como vetores e escalares.
Cada quantidade física no mundo da física é escalar ou vetorial. Quantidades escalares e vetoriais são usadas tanto na física quanto na matemática.
Escalar vs Vetor
Quando lidamos com física, existem diferentes tipos de ferramentas de medição. O escalar e o vetor são uma dessas ferramentas de medição.
Quantidades escalares ou escalares são aquelas que possuem apenas magnitude. Agora, para entender essa grandeza escalar, primeiro você precisa entender o termo magnitude.
Magnitude se refere ao tamanho de qualquer objeto, velocidade do objeto ou peso de um objeto. É a quantidade que você pode escrever numericamente.
Um vetor é uma ferramenta de medição para quantidades que têm tanto magnitudes quanto direção, e quando uma quantidade tem magnitude e direção, podemos dizer que é uma quantidade vetorial.
O vetor não foi desenvolvido em sua forma atual até o final do século XIX. O físico irlandês William Rowan Hamilton ”foi quem lidou com a invenção do conceito de Vector.
Tabela de comparação entre escalar e vetorial (na forma tabular)
| Parâmetro de Comparação | Escalar | Vetor |
|---|---|---|
| Definição | O escalar tem apenas magnitude, mas não há direção | O vetor tem magnitude e direção |
| Problema | Com a ajuda deles, apenas problemas de uma dimensão podem ser resolvidos. Quando se trata de problemas multidimensionais, não é útil | Problemas multidimensionais podem ser resolvidos com o uso desta ferramenta |
| Mudar | Podemos fazer mudanças na quantidade escalar, mudando sua magnitude | As quantidades do vetor podem ser alteradas com uma mudança na magnitude e na direção. |
| Natureza | Regras simples de adição, subtração, multiplicação e divisão podem ser usadas aqui. A qualidade escalar pode dividir outra qualidade escalar | Para quantidades vetoriais, não podemos operar adição, subtração, multiplicação e divisão usando regras aritméticas. Portanto, um vetor não pode dividir outro vetor |
| Exemplos | Tempo, velocidade, massa, área, densidade, trabalho, etc. | Deslocamento, Força, Velocidade, Aceleração, Momentum, etc. |
O que é escalar?
Na ciência material, uma quantidade escalar ou escalar é uma quantidade física. Não tem nenhuma dependência da direção.
O escalar é utilizado para representar quantidades unidimensionais.
Uma quantidade física completamente definida por sua magnitude; exemplos de escalares incluem distância, densidade, velocidade, energia, massa e o tempo é chamado de quantidade escalar.
As grandezas escalares mais utilizadas em nossa vida diária são temperatura e velocidade.
Ao preparar alimentos em nossa cozinha ou para cultivar em nossa fazenda, a temperatura desempenha um papel muito importante e é uma quantidade escalar porque tem apenas magnitude.
O que é vetor?
Agora entendemos a definição de Vector, que é a quantidade física com magnitude e direção. É representado por uma seta e a direção desta seta é a mesma da quantidade.
Um vetor é conhecido como vetor unitário quando sua magnitude é 1 e esse vetor unitário é usado para definir a direção.
Um vetor tem direção e magnitude, mas não tem posição. Para calcular cada unidade vetorial, precisamos de um vetor, portanto, precisamos entender este termo.
O vetor está sendo usado em nosso dia a dia para localizar objetos e indivíduos. A Primeira Lei, a Segunda Lei e a Terceira Lei de Newton nem mesmo são possíveis de entender sem o uso de Vector.
Em esportes como basquete, críquete, vetor de beisebol é usado pelos jogadores. O jogador lança a bola ou arremessa no alvo com um ângulo em uma direção.
Vector tem uso militar, em projéteis / trajetórias e até mesmo no projeto de uma montanha-russa.
Se um vetor for girado em um ângulo, ele mudará.
Um vetor é definido por causa de sua magnitude e direção. Portanto, se estivermos fazendo uma pequena mudança em sua magnitude ou direção, um vetor pode ser alterado. Portanto, se girarmos uma bola em algum ângulo, sua direção mudará e podemos dizer que o vetor mudou.
Podemos definir um vetor no espaço bidimensional e tridimensional. Devido a esta característica do Vector, os problemas multidimensionais podem ser resolvidos usando-o.
Principais diferenças entre escalar e vetorial
Conclusão
É muito importante entender os fundamentos do Escalar e do Vetor e também como essas quantidades são utilizadas no nosso dia a dia.
Os livros para alunos de graduação fornecem uma breve descrição da natureza das Quantidades Escalares e Vetoriais e, para muitos alunos, a breve descrição pode criar muita confusão.
Agora fomos capazes de diferenciar entre as grandezas escalares e vetoriais, mas também devemos ter em mente que as grandezas podem ter magnitude e direção que não são consideradas como um vetor.
Por exemplo, corrente elétrica e pressão são algumas grandezas físicas que têm magnitude e direção, mas ainda não são consideradas como vetores porque essas grandezas não seguem as leis da adição de vetores. Dessa forma, o fluxo elétrico é uma quantidade escalar.
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2006/03/004/meta
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/398877/
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/250686/
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2829861
