Grandeza Escalar


Em grande parte das disciplinas da área de exatas como a Matemática e a Física, algumas aplicações são necessárias para ter maior compreensão sobre os conceitos e as definições de teoremas, cálculos e medições matemáticas. Todos esses conceitos são expostos por valores numéricos ou unidades de medida. Esses conceitos são definidos como grandezas escalares. Uma grandeza escalar sempre será expressa por meio de uma unidade de medida ou um valor numérico e que não necessita de uma direção ou de um sentido.

Grandeza Escalar

Esses dados servem como base para cálculos matemáticos e servem como requisito para se aprofundar em estudos da Física e da Matemática. Como é algo definitivamente exato, uma grandeza escalar entra em contrapartida com outros conceitos que apresentam uma variedade maior de valores, sendo exatos ou não, como uma sequência ou um tensor.

Muito se vê as grandezas escalares no dia a dia. O valor de uma temperatura, por exemplo, é uma grandeza escalar. Quando se observa que o dia está com 31° de temperatura, não há a necessidade de usar alguma direção ou um sentido para se ter um valor exato da temperatura. O fenômeno já possui um valor numérico e uma unidade de medida expressa que determina a direção exata, no caso o valor da temperatura. Isso é uma grandeza escalar.

Tipos de grandezas escalares

Sendo muito usadas na Matemática e na Física, as grandezas escalares são expressas em vários tipos, em determinados estudos. Algumas das principais são:

  • Massa: é expressa pela unidade de medida quilograma (kg). Se dissermos que Júlio precisa perder 15 kg, fica claro de que a massa fica evidentemente expressa em 15 e pela unidade quilograma;
  • Temperatura: é expressa pela medida Celsius (°C). Quando se fala que o dia terá um clima de 25°, há um valor exato da temperatura expresso pelo número 25 e pela unidade de medida °C;
  • Área: definido pela unidade metro quadrado (m²). Seguindo o exemplo, quando se diz que a área do terreno corresponde a 700 m², o valor é exato exposto pelo número 700 e pela unidade de medida metro quadrado.

Mesmo sendo as principais, ainda há outros exemplos de grandezas escalares que também são usadas em outros estudos: volume, tempo, trabalho, energia, etc.

Para cada uma delas, é obtido um sinal. Esse sinal auxilia o ato de determinar um valor algébrico para cada unidade de medida trabalhada. Os sinais usados são sempre o e o -, que determinam se alguma grandeza será positiva ou negativa. Um exemplo disso é expresso na temperatura, quando são mostradas temperaturas negativas (-5°C) ou temperaturas positivas ( 31°C). Se alguma grandeza não tiver um sinal expresso em seu valor, ela é considerada como um valor absoluto ou simplesmente um módulo.

Grandezas que não são escalares

Ainda dentro dessa análise constam as grandezas não escalares. Esses tipos de grandezas, embora necessitem de um valor numérico e também de uma unidade de medida, precisam de um sentido, uma vez que não consegue ser expressa de maneira exata somente por um valor numérico ou somente pela unidade.

Um exemplo claro de uma grandeza não escalar é expresso na distância. Mesmo que a unidade de medida seja o quilômetro (km), não se tem um valor determinante para se medir a distância de Manaus até Belém, por exemplo. Para se ter uma noção completa da distância, será necessário percorrer o caminho de Manaus até Belém para comprovar quantos quilômetros compreendem as duas cidades. Esse é um exemplo de uma grandeza não escalar.

Essas grandezas também são conhecidas como grandezas vetoriais por serem representadas por um vetor. Um vetor é um sinal matemático que determina uma direção e uma intensidade. É por meio desse sinal que os valores numéricos e as unidades de medida são reforçados para se ter um valor absoluto ou aproximado em determinado estudo de algum conceito matemático ou físico.

Todo vetor é representado por uma reta que sempre é orientada para uma direção e possui um módulo. Ela também é acompanhada por uma letra que possui uma seta acima. Essas coordenadas também possuem conceitos parecidos abordados em outros tipos de grandezas não escalares como as matrizes, os tensores e as sequências. Porém, cada um possui um método específico de ser abordado em determinado conceito ou definição num cálculo ou outro tipo de análise.

Da mesma forma que os tipos de grandeza comuns, uma grandeza não escalar também possui alguns tipos, geralmente mais estudados na área da Física. Algumas delas são:

Outros tipos de grandezas não escalares existem e que são utilizadas e também trabalhadas como a força peso, a força centrípeta e entre outras unidades. Todos essas grandezas podem ser representados por vetores ou não, dependendo de como serão vistos e empregados durante o estudo.