Grandezas físicas

Grandezas físicas precisam ser qualitativas. Ou seja, precisam de uma magnitude e de uma unidade de medida. Por exemplo, um sentimento não é uma grandeza física.

Grandezas físicas podem se dividir em dois grupos. Dessa forma, tais grupos são: grandezas vetoriais e grandezas escalares. Isto é, as grandezas escalares são expressas apenas pela sua magnitude e unidade de medida. Enquanto as grandezas vetoriais dependem da magnitude, da direção e do sentido. Para saber mais sobre o assunto, continue a leitura.

Índice do conteúdo:

O que são grandezas físicas

Grandezas físicas são as propriedades de determinado fenômeno que podem ser medidas. Além disso, essas propriedades devem ser expressas quantitativamente. Ou seja, esses atributos devem ser mensuráveis. Por exemplo, podemos dizer que o comprimento é uma grandeza física, enquanto um sentimento não é. Ademais, as grandezas são divididas em vetoriais e escalares.

As grandezas escalares são aquelas que podem ser definidas apenas com a sua magnitude – que é um número – e sua unidade de medida. Por exemplo, a massa. Contudo, as grandezas vetoriais dependem da magnitude, da direção e do sentido do movimento. Por exemplo, a aceleração.

Quais são as grandezas físicas

Existem muitas grandezas físicas, seria praticamente impossível elencá-las aqui. Dessa forma, selecionamos as grandezas mais comuns no estudo da Física, no Ensino Médio. Além disso, escolhemos cinco grandezas escalares e cinco grandezas vetoriais.

Comprimento

O comprimento é uma grandeza escalar e sua unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades (SI), é o metro. Além disso, essa grandeza é uma das grandezas fundamentais do SI. Sua abreviação é:

  • m: metro

Todas as outras unidades de comprimento são derivadas do metro. Isto é, o quilômetro ou o centímetro são múltiplos e submúltiplos do metro, respectivamente.

Energia

A energia é uma grandeza escalar. Contudo, ela não faz parte das grandezas fundamentais do SI. Ou seja, sua unidade de medida é a combinação de várias outras unidades do SI. A abreviação de sua unidade de medida é:

  • J: Joule (kg⋅m2/s2)

Todas as grandezas que envolvam energia são medidas em Joule. Por exemplo, o calor, o trabalho, a energia cinética, etc. Além disso, no estudo da calorimetria, é comum usar outras unidades de medida para energia, como a caloria (cal). Dessa maneira 1 cal = 4,18 J.

Massa

Massa ou quantidade de matéria é uma grandeza escalar. Dentre diversas maneiras de medi-la, a massa pode ser medida a partir da resistência do corpo à aceleração. Além disso, essa é uma das grandezas fundamentais do SI. Assim, sua unidade de medida é:

  • kg: quilograma

As outras medidas de massa, como a grama e a tonelada são submúltiplos e múltiplos do quilograma, respectivamente.

Carga elétrica

A carga elétrica é uma grandeza escalar. Além disso, ela está relacionada com a carga das partículas elementares. Dessa forma, o próton possui carga positiva e o elétron possui carga negativa. Assim, a carga elétrica de um corpo será definida pelo excesso ou falta de elétrons. Contudo, essa grandeza não é uma das grandezas fundamentais do SI. Dessa maneira, sua unidade de medida é:

  • C: coulomb (A⋅s)

A carga de um elétron, também é chamada de carga elementar e vale e = 1,6 x 10 -19 C.

Temperatura

A temperatura de um corpo é uma grandeza escalar. Além disso, ela está relacionada com o grau de agitação das moléculas dentro de um determinado corpo. Apesar da temperatura ser uma das grandezas fundamentais do SI, sua unidade de medida é:

  • K: kelvin

As outras escalas termométricas não são compostas de unidades do SI. Apesar disso, são muito usadas no cotidiano. Por exemplo, os graus celsius (°C) e graus fahrenheit (°F).

Velocidade

A velocidade é uma grandeza vetorial. Isto é, depende do módulo, da direção e do sentido. Ela é a variação da posição de um corpo em um determinado intervalo de tempo. Assim, sua unidade de medida é:

  • m/s: metro por segundo

Apesar de ser mais comum entender a velocidade como quilômetros por hora (km/h), as unidades do SI para essa grandeza são o metro por segundo (m/s).

Aceleração

Essa grandeza depende da direção e do sentido do movimento. Ou seja, ela é uma grandeza vetorial. Dessa maneira, ela é a taxa de variação da velocidade de um corpo. A aceleração não é uma das grandezas fundamentais do SI. Além disso, sua unidade de medida não leva o nome de nenhum cientista, como acontece com joule, por exemplo. Assim, sua unidade de medida é:

  • m/s2: metro por segundo ao quadrado

Essa grandeza pode ser entendida como uma variação da velocidade em um segundo. Por exemplo, uma aceleração de 10 m/s2 significa que a cada segundo a velocidade varia 10 m/s.

Força

Essa grandeza também depende da direção e do sentido do movimento. Isso significa que ela é uma grandeza vetorial. Além disso, a força pode ser entendida como o ente físico responsável por mudar o estado de repouso ou de movimento de um corpo. Essa grandeza física não é uma das grandezas fundamentais do SI. Dessa forma, sua unidade de medida é:

  • N: newton (kg⋅m/s2)

Essa unidade de medida leva o nome de Isaac Newton. O qual foi o cientista responsável por postular as três leis do movimento dos corpos. As quais conhecemos hoje como as três leis de Newton.

Deslocamento

O deslocamento de um corpo depende da direção e do sentido para o qual ele vai. Dessa maneira, o deslocamento é uma grandeza vetorial. Além disso, sua unidade de medida é a mesma da distância percorrida:

  • m: metros

O deslocamento pode ser nulo, mesmo que o corpo percorra uma distância diferente de zero. Isso acontecerá se os pontos iniciais e finais da trajetória forem os mesmos.

Quantidade de movimento

A quantidade de movimento, ou momento linear, é uma grandeza vetorial. Ou seja, dependerá da magnitude, da direção e do sentido do movimento. O momento linear está relacionado com a velocidade e a massa de um corpo. Dessa maneira, sua unidade de medida é:

  • kg⋅m/s: quilograma vezes metro por segundo

Essa grandeza física possui a mesma unidade de medida do impulso. Dessa forma, é possível relacionar ambos.

Existem diversas outras grandezas físicas. Além disso, a determinação de uma nova grandeza dependerá de alguns fatores. O principal deles é a necessidade dessa nova grandeza ser quantitativa.

Vídeos sobre grandezas físicas

Selecionamos alguns vídeos sobre grandezas físicas para você aprofundar ainda mais seus conhecimentos sobre esse assunto. Confira:

Grandezas vetoriais e escalares

O professor Marcelo Boaro explica o que são grandezas vetoriais e escalares. Além disso, Boaro também explica a diferença entre cada uma delas. Ao fim do vídeo, o professor resolve um exercício de aplicação.

Definição de grandezas físicas

O canal O Físico ensina o que são as grandezas físicas. Além disso, no vídeo é possível entender o que é um vetor e como relacioná-lo com uma grandeza vetorial.

Notação científica e Sistema de Unidades

O professor Marcelo Boaro explica como é possível usar a notação científica nos estudos de Física. Esse método é muito útil porque algumas unidades de medida e alguns conteúdos usam números muito grandes ou muito pequenos. Para evitar confusão, a notação científica é muito importante.

As grandezas físicas estão muito presentes em nosso cotidiano. Seja nos estudos ou, até mesmo, quando vamos ao mercado. Dessa forma, sua padronização é necessária. Por conta disso, surgiu o Sistema Internacional de Unidades.

Referências

YOUNG, H. D. et al. Física I: Mecânica. São Paulo: Addison & Wesley. 2016
HALLIDAY, D. et al. Física: Volume 1. Rio de Janeiro: Pearson. 2008

Hugo Shigueo Tanaka
Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

Como referenciar este conteúdo

Tanaka, Hugo Shigueo. Grandezas físicas. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/grandezas-fisicas. Acesso em: 07 de May de 2021.

Exercícios resolvidos

1. [URCA]

As quantidades físicas podem ser classificadas de acordo com as representações matemáticas mais adequadas para descrevê-las. Algumas possíveis representações matemáticas para as grandezas físicas são escalares (números), vetores, matrizes entre outras. Na física clássica pré-relativística temos as chamadas grandezas escalares e as grandezas vetoriais. Podemos dizer que:

A) Massa é uma grandeza física escalar, mas escalar não é um conceito matemático.

B) Velocidade é um conceito físico e vetor é um conceito matemático.

C) Vetor é um conceito físico.

D) Escalar é um conceito físico.

E) Vetor é um conceito sem importância para a física.

Alternativa correta: B

A velocidade é uma grandeza física. Já o vetor, por si só, é apenas um conceito matemático.

2. [UEPG]

Quando dizemos que a velocidade de uma bola é de 20 m/s, horizontal e para a direita, estamos definindo a velocidade como uma
grandeza:
a) escalar
b) algébrica
c) linear
d) vetorial

Alternativa correta: d

Se uma grandeza física depende da magnitude, da direção e do sentido, ela é vetorial. No caso do exercício, a magnitude é 20 m/s, a direção é horizontal e o sentido é para a direita.

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