Questão 06
As grandezas físicas escalares são definidas apenas por um valor numérico e uma unidade de medida. As grandezas vetoriais, além disso, requerem direção e sentido para serem completamente descritas. Com base nessa classificação, assinale a opção que corresponde a uma grandeza física de natureza vetorial
(A) volume
(B) densidade
(C) energia cinética
(D) aceleração
(E) massa específica
(A) volume
(B) densidade
(C) energia cinética
(D) aceleração
(E) massa específica
Passo 1
O enunciado dá a definição curta de duas classes de grandezas:
- Grandezas escalares: definidas apenas por um valor numérico e uma unidade de medida.
- Grandezas vetoriais: além do valor e da unidade, exigem direção e sentido para serem completamente descritas.
O que a questão pede: identificar, entre as alternativas (A) a (E), qual corresponde a uma grandeza de natureza vetorial.
As opções são:
(A) volume
(B) densidade
(C) energia cinética
(D) aceleração
(E) massa específica
(A) volume
(B) densidade
(C) energia cinética
(D) aceleração
(E) massa específica
Passo 2
O que significa, na prática, reconhecer se algo é vetor ou escalar? Vou explicar com calma e exemplos:
- Uma grandeza vetorial precisa de direção e sentido. Exemplos clássicos: deslocamento, velocidade, força. Se eu disser só o número sem indicar direção, a informação fica incompleta.
- Uma grandeza escalar é totalmente descrita por um número e uma unidade; não faz sentido falar em “direção” para ela. Exemplos: temperatura, massa, energia, volume.
Regra útil para identificar: se a grandeza pode ser obtida como componente de uma operação vetorial (por exemplo produto escalar de vetores dá escalar) ou se é definida por derivada/integral de vetor, isso ajuda a classificar.
Passo 3
Analisando (A) volume:
- Definição: volume é a medida do espaço ocupado por um corpo. Unidade no SI:
. - Não existe sentido físico em atribuir uma direção ao volume (não se diz “volume apontando para o norte”).
Conclusão: volume é uma grandeza escalar.
Passo 4
Analisando (B) densidade e (E) massa específica:
- São sinônimos: “densidade” e “massa específica” referem-se à mesma grandeza.
- Definição usual:
, onde é a massa (escalar) e é o volume (escalar). - Unidade no SI:
. - Como razão de duas grandezas escalares,
é escalar; não tem direção nem sentido.
Conclusão: tanto (B) quanto (E) são grandezas escalares.
Passo 5
Analisando (C) energia cinética:
- Fórmula:
. - Aqui
é massa (escalares) e é o quadrado da velocidade. Em termos vetoriais, , que é um produto escalar e resulta em um número (escalares). - Energia é uma magnitude que não carrega direção (não faz sentido dizer “energia apontando para…”).
Conclusão: energia cinética é uma grandeza escalar.
Passo 6
Analisando (D) aceleração:
- Definição matemática:
, onde é a velocidade (vetor) e é o tempo. - A derivada de um vetor em relação ao tempo é, em geral, outro vetor: tem magnitude, direção e sentido. Assim,
indica em qual direção e sentido a velocidade está variando. - Unidade no SI:
, e exemplos físicos: na queda livre a aceleração está apontando para baixo ( ), em movimento circular a aceleração centrípeta aponta para o centro da curva.
Conclusão: aceleração é uma grandeza vetorial.
Passo 7
Comparando todas as alternativas e as conclusões respectivas:
- (A) volume — escalar
- (B) densidade — escalar
- (C) energia cinética — escalar
- (D) aceleração — vetorial
- (E) massa específica — escalar
Portanto a única opção vetorial é a (D).
Resposta
(D)