Na Física, temos dois tipos de grandezas, as grandezas escalares e as grandezas vetoriais.
Na Matemática, um vetor é apenas um valor de intensidade, com uma certa direção e sentido, e sem representar algo específico. Já para a Física, um vetor representa algo em nosso mundo, sendo a medida de algo real.
Exemplos de vetores com que trabalhamos na Física:
Precisamos ter algum tipo de notação, na Física, para diferenciar se a grandeza em questão é uma grandeza escalar ou vetorial.
Quando representamos uma grandeza, comumente utilizamos uma letra, como “v” para velocidade e “a” para aceleração. Quando esta grandeza se trata de um vetor, desenhamos uma seta, sempre na horizontal e apontada para a direita, em cima dessa letra.
Não importa a direção ou o sentido do vetor, essa seta sempre vai ter as características descritas acima, formando a seguinte notação:
Na Física, é comum aparecerem casos em que devemos somar ou subtrair vetores de velocidade, força e outros.
Para isso, precisamos saber como são as operações com os vetores:
Para realizar a soma, ou seja, descobrir o vetor resultante da soma de mais de um vetor, temos dois métodos:
Nesta regra, devemos somar apenas dois vetores de cada vez. Para utilizar esta regra, basta seguir o passo a passo abaixo:
Esquema de soma de vetores utilizando a regra do paralelogramo
Para calcular a intensidade do vetor resultante, podemos utilizar a seguinte fórmula:
Nesta regra, podemos somar mais de dois vetores de uma vez. Para isso, basta seguir o passo a passo abaixo:
Esquema de soma de vetores utilizando a regra da poligonal
Na subtração, podemos utilizar as mesmas regras acima.
Podemos fazer da subtração uma soma, basta considerarmos o vetor que possui o sinal de menos (negativo) como sendo um vetor oposto, com o mesmo módulo e direção, mas sentido invertido.
Para um vetor, é possível encontrar suas componentes em cada uma das direções do espaço.
Um vetor situado no plano 2D possui duas componentes, uma no eixo x, e outra no eixo y.
Para ver a direção e o sentido dos dois vetores que compõem o vetor em questão, basta seguir o seguinte passo a passo:
Esquema de decomposição vetorial
Para calcular o módulo, teremos a seguinte fórmula para a componente do eixo x:
Onde:
Para a componente y também temos a seguinte fórmula:
Onde:
Se decompormos um vetor, podemos fazer operações de soma e subtração normalmente, se somarmos cada componente com sua devida componente.
Um exemplo simples é se aplicarmos uma força de 9 N no eixoI e 4 N no eixo y, e, ao mesmo tempo, uma força com 4 N no eixo x e 2 N no eixo y. Assim, teríamos uma força resultante calculada da seguinte forma:
Portanto, a força resultante tem um valor de 13 N no eixo x, e 6 N no eixo y.
Para calcular o módulo de um vetor a partir de suas componentes, basta utilizar a seguinte fórmula:
Onde:
Um corpo, que está sob a ação de 3 forças coplanares de mesmo módulo, está em equilíbrio. Assinale a alternativa na qual esta situação é possível.