Q21.23 A temperatura e a velocidade do ar possuem valores diferentes em di- ferentes pontos da atmosfera terrestre. A velocidade do ar é uma grandeza vetorial? Por quê? A tempera- tura do ar é uma grandeza vetorial? Por quê?
Passo 1
O enunciado diz que, em diferentes pontos da atmosfera, a velocidade do ar e a temperatura do ar variam de valor. Ele pergunta se a velocidade do ar é uma grandeza vetorial e por quê, e se a temperatura do ar é uma grandeza vetorial e por quê. O conteúdo envolve a classificação de grandezas físicas em vetoriais ou escalares.
Passo 2
Uma grandeza vetorial é caracterizada por ter módulo, direção e sentido, e obedece às regras de soma de vetores (por exemplo, soma ponta a ponta). Em notação, costuma-se representá-la por
.
Passo 3
A velocidade do ar em cada ponto tem magnitude (quão rápido o ar se move) e direção com sentido (para onde o ar está se deslocando). Logo, ela satisfaz todas as propriedades de uma grandeza vetorial, pois para combinar duas velocidades diferentes numa região usa-se soma vetorial. Portanto, a velocidade do ar é uma grandeza vetorial.
Passo 4
Uma grandeza escalar é definida apenas por um valor numérico (módulo) e unidade, sem direção nem sentido. A soma de escalares é feita por simples adição algébrica, sem regras de vetores.
Passo 5
A temperatura do ar, em cada ponto, indica somente um valor numérico (por exemplo,
,K) e não tem direção nem sentido associados. Para combinar temperaturas usa-se média ou outra operação escalar, e não soma vetorial. Portanto, a temperatura do ar é uma grandeza escalar.
Resposta
A velocidade do ar é vetorial porque possui módulo, direção e sentido.
A temperatura do ar é escalar porque possui apenas valor numérico (módulo), sem direção nem sentido.
A temperatura do ar é escalar porque possui apenas valor numérico (módulo), sem direção nem sentido.