Magnitude escalar: em que consiste, características e exemplos - Ciência - 2023

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UMA magnitude escalar É uma grandeza numérica cuja determinação requer apenas o conhecimento de seu valor em relação a uma certa unidade de medida de seu mesmo tipo. Alguns exemplos de grandezas escalares são distância, tempo, massa, energia e carga elétrica.

Quantidades escalares são geralmente representadas por uma letra ou com o símbolo de valor absoluto, por exemplo PARA ó ǀPARAǀ. A magnitude de um vetor é uma magnitude escalar e pode ser obtida matematicamente por métodos algébricos.

Da mesma forma, as grandezas escalares são representadas graficamente com uma linha reta de certo comprimento, sem direção específica, relacionada a um fator de escala.

O que é uma quantidade escalar?

Em Física, uma grandeza escalar é uma grandeza física representada por um valor numérico fixo e uma unidade de medida padrão, que não depende do sistema de referência. Quantidades físicas são valores matemáticos relacionados a propriedades físicas mensuráveis de um objeto físico ou sistema.

Por exemplo, se você deseja obter a velocidade de um veículo, em km / h, basta dividir a distância percorrida pelo tempo decorrido. Ambas as quantidades são valores numéricos acompanhados por uma unidade, portanto, a velocidade é uma quantidade física escalar. Uma quantidade física escalar é o valor numérico de uma propriedade física mensurável sem uma orientação ou sentido específico.

Nem todas as grandezas físicas são escalares, algumas são expressas por meio de um vetor que possui um valor numérico, direção e sentido. Por exemplo, se você deseja obter a velocidade do veículo, deve determinar os movimentos realizados durante o tempo decorrido.

Esses movimentos se caracterizam por possuir um valor numérico, uma direção e um sentido específico. Conseqüentemente, a velocidade do veículo é uma grandeza física vetorial, assim como o deslocamento.

Características de uma quantidade escalar

-É descrito com um valor numérico.

-As operações com grandezas escalares são governadas por métodos algébricos básicos, como adição, subtração, multiplicação e divisão.

-A variação de uma magnitude escalar depende apenas da mudança em seu valor numérico.

-É representado graficamente por um segmento que possui um valor específico associado a uma escala de medição.

-O campo escalar permite determinar o valor numérico de uma grandeza física escalar em cada ponto do espaço físico.

Produto escalar

O produto escalar é o produto de duas grandezas vetoriais multiplicadas pelo cosseno do ângulo θ que elas formam entre si. Quando o produto escalar de dois vetores é calculado, o resultado obtido é uma quantidade escalar.

O produto escalar de duas quantidades vetoriais para Y b isto é:

a.b = ǀaǀǀbǀ.cosθ = ab.cos θ

para= é o valor absoluto do vetor para

b= valor absoluto do vetor b

Campo escalar

Um campo escalar é definido pela associação de uma magnitude escalar em cada ponto no espaço ou região. Em outras palavras, o campo escalar é uma função que mostra uma posição para cada quantidade escalar no espaço.

Alguns exemplos de campo escalar são: a temperatura em cada ponto da superfície da Terra em um instante, o mapa topográfico, o campo de pressão de um gás, a densidade de carga e o potencial elétrico. Quando o campo escalar não depende do tempo é chamado de campo estacionário

Ao representar graficamente o conjunto de pontos do campo que possuem a mesma magnitude escalar, são formadas superfícies equipotenciais. Por exemplo, as superfícies equipotenciais de cargas elétricas pontuais são superfícies esféricas concêntricas centradas na carga. Quando uma carga elétrica se move pela superfície, o potencial elétrico é constante em todos os pontos da superfície.

Exemplos de quantidades escalares

Aqui estão alguns exemplos de quantidades escalares que são propriedades físicas da natureza.

Temperatura

É a energia cinética média das partículas em um objeto. É medido com um termômetro e os valores obtidos na medição são grandezas escalares associadas ao quão quente ou frio está um objeto.

comprimento

O comprimento consiste na dimensão de um objeto considerando sua extensão em linha reta. A unidade de medida usada no Sistema Internacional de Unidades (SIU) é o metro e é indicada pela letra m.

Clima

Um dos usos mais comuns é o do tempo. Pode ser medido em segundos, minutos e horas. É uma magnitude usada para medir o intervalo em que os eventos ocorrem.

Por exemplo, a duração de um jogo de futebol é de 90 minutos.

Pressão

A pressão é uma quantidade física escalar que mede a força em uma direção perpendicular por unidade de área. A unidade de medida usada é o Pascal e é denotada pela sílaba Pa ou simplesmente pela letra P.

Um exemplo é a pressão ambiental, que é o peso que a massa de ar na atmosfera exerce sobre as coisas.

Energia

Energia é definida como a capacidade da matéria de agir química ou fisicamente.A unidade de medida usada é joules (joule) e é indicada pela letra J.

Massa

Para obter a massa de um corpo ou objeto é necessário contar quantas partículas, átomos, moléculas ele possui, ou medir quanto material o objeto integra. Um valor de massa pode ser obtido pesando o objeto com uma balança e você não precisa definir a orientação do corpo para medir sua massa.

Volume

Está associado ao espaço tridimensional que um corpo ou substância ocupa. Pode ser medido em litros, mililitros, centímetros cúbicos, decímetros cúbicos entre outras unidades e é uma quantidade escalar.

Rapidez

A medida da velocidade de um objeto em quilômetros por hora é uma grandeza escalar, bastando estabelecer o valor numérico da trajetória do objeto em função do tempo decorrido.

Carga elétrica

Os prótons e nêutrons das partículas subatômicas têm uma carga elétrica que se manifesta pela força elétrica de atração e repulsão. Os átomos em seu estado neutro têm carga elétrica zero, ou seja, têm o mesmo valor numérico de prótons e nêutrons.

Energia

Energia é uma medida que caracteriza a capacidade de um corpo para fazer trabalho. Pelo primeiro princípio da Termodinâmica é estabelecido que a energia do universo permanece constante, não é criada ou destruída, apenas se transforma em outras formas de energia.

Potencial elétrico

O potencial elétrico em qualquer ponto do espaço é a energia potencial elétrica por unidade de carga, é representado por superfícies equipotenciais. A energia potencial e a carga elétrica são grandezas escalares, portanto o potencial elétrico é uma grandeza escalar e depende do valor da carga e do campo elétrico.

Densidade

É a medida da quantidade de massa de um corpo, partículas ou substâncias em um determinado espaço e é expressa em unidades de massa por unidades de volume. O valor numérico da densidade é obtido, matematicamente, dividindo a massa pelo volume.

Intensidade luminosa

A intensidade luminosa é o fluxo luminoso em uma determinada direção, irradiado por uma unidade de ângulo sólido. A unidade de medida é a candela, denotada pela forma cd.

Mais a cada dia, a intensidade da luz é o que se chama de brilho. Está presente em objetos como uma lâmpada, um telefone ou qualquer objeto que emita luz.

Quantidade de substância

A unidade de medida usada para medir a quantidade de substância é a toupeira. Esta é uma grandeza escalar muito importante no campo da química.

Uma toupeira contém o número de partículas de Avogadro e sua massa é sua massa atômica ou molecular expressa em gramas.

Frequência

Frequência é o número de vezes ou repetições de um fenômeno ou evento periódico, realizado em uma determinada unidade de tempo. A unidade de medida usada para esta quantidade escalar é hertz ou hertz e é denotada pelas letras Hz.

Por exemplo, um jovem pode ouvir sons entre 20 Hz e 20.000 Hz. Quando o som sai dessa faixa, as pessoas não conseguem percebê-lo.

Referências

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