Classifique as seguintes grandezas físicas em Escalares ou Vetoriais:
Campo magnético em um motor elétrico.
Campo magnético em um motor elétrico.
Passo 1
O enunciado pede que eu classifique a grandeza “campo magnético em um motor elétrico” como escalar ou vetorial.
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
- A grandeza é o “campo magnético” presente dentro de um motor elétrico.
- Não há números nem outras especificações; a pergunta é apenas sobre a natureza (escalares vs vetoriais).
Passo 2
O que significa uma grandeza escalar?
- Uma grandeza escalar é completamente definida por um único número (magnitude) e unidade.
- Exemplo simples: temperatura
. Para saber a temperatura em um ponto, basta um número, por exemplo . - Propriedade prática: escalares somam-se como números comuns (adição ordinária).
Passo 3
O que significa uma grandeza vetorial?
- Uma grandeza vetorial é definida por magnitude e direção (e às vezes ponto de aplicação). Escrevemos vetores com uma notação tipo
ou . - Exemplo simples: velocidade
. Dizer só “10” não basta — é preciso dizer “10 m/s, para o norte” (ou seja, magnitude e direção). - Propriedades práticas: vetores obedecem regras de soma vetorial (adição geométrica ou componente a componente) e produtos vetoriais podem aparecer (por exemplo produto vetorial
).
Passo 4
Como testar na prática se uma grandeza é vetorial? Dois testes úteis (que você pode usar numa prova):
- Pergunte: “Preciso de uma direção para especificar totalmente essa grandeza?” Se sim, é vetorial.
- Veja se ela aparece em fórmulas com produto vetorial ou soma vetorial — isso indica natureza vetorial.
Passo 5
Aplicando os testes ao campo magnético em um motor elétrico:
- Intuição física: o campo magnético em cada ponto tem uma orientação (seta) e uma intensidade. Para descrever o campo num ponto é necessário dar tanto a intensidade quanto a direção. Logo já passa no primeiro teste.
- Fórmula física que mostra claramente a natureza vetorial: a força magnética sobre uma carga em movimento é dada pela lei de Lorentz
onde
é a força (vetor),
é a carga (escalar),
é a velocidade da carga (vetor) e
é o campo magnético. Nessa expressão aparece um produto vetorial
, o que só faz sentido se
for um vetor. Portanto o campo magnético tem direção e participa de operações vetoriais.
- Exemplo concreto no motor: numa espira percorrida por corrente, cada elemento de corrente sente força
. Para calcular o torque sobre a bobina é essencial conhecer a direção de . Sem a direção não dá para prever o sentido do torque.
Passo 6
Observação adicional (útil para prova, mas não necessária para a classificação básica): o campo magnético é um campo vetorial e, mais precisamente, um vetor axial (ou pseudovetor) — isso afeta seu comportamento sob reflexões espaciais, mas não muda o fato fundamental de que é vetorial (tem magnitude e direção). Se a prova só pede “escalar ou vetorial”, dizer “vetorial” é suficiente.
Resposta
Vetorial.