18/08/2013 Grandeza Vetorial Curso de Engenharia Civil Física Geral e Experimental I Vetores- Unidade 2 Prof.a : Msd Érica Muniz 1° período • Algumas vezes necessitamos mais que um número e uma unidade para representar uma grandeza física. • Sendo assim, surgiu uma representação matemática que expressa outras característica de uma grandeza... O VETOR Considerações • Grandezas Escalares: são completamente definidas pelo módulo acompanhada da unidade de medida. Exemplo: temperatura, massa, tempo. • Grandezas Vetoriais: para ser caracterizada, é necessário saber não apenas a sua intensidade ou módulo mas também a sua direção e o seu sentido. Geralmente a grandeza vetorial é indicada por uma letra com uma setinha (por exemplo,v ). Exemplos: Força, velocidade, aceleração. 1 18/08/2013 O que é um Vetor? • É um ente matemático representado por um segmento de reta orientado. E tem algumas características básicas. • Possui módulo. (Que é o comprimento da reta) • Tem uma direção. • E um sentido. (Que é pra onde a “flecha” está Sentido apontando). Segmento orientado Segmento de reta ao qual se associa um sentido. Notação: a Elementos Representação geométrica: a B - direção A |AB| - módulo ou intensidade Sentido – de A para B referência r – reta suporte reta suporte Módulo Direção da s - referência Reta Suporte Comparação entre vetores Comparação entre vetores • Vetores Opostos • Vetores Iguais a r b s Mesmo Módulo Mesma Direção Mesmo Sentido a=b O vetor a é igual ao vetor b. A – origem B – extremidade a r b s c t Sobre os vetores b e c podemos afirmar: Tem o mesmo módulo, mesma direção mas sentidos opostos. a=b=-c O vetor c é oposto aos vetores a e b. 2 18/08/2013 Direção e Sentido • Dois segmentos orientados não nulos AB e CD têm a mesma direção se as retas suportes desses segmentos são paralelas ou coincidentes: Na Figura 2.1 temos 4 segmentos orientados, com origem em pontos diferentes, que representam o mesmo vetor. São considerados como vetores iguais, pois possuem a •mesma direção •mesmo sentido • Só se pode comparar os sentidos de dois segmentos orientados se eles têm mesma direção. • Dois segmentos orientados opostos têm sentidos contrários. 9 Vetores Colineares Figura 2.1: Segmentos orientados representando o mesmo vetor •mesmo comprimento 10 Vetores Coplanares Dois vetores e são colineares se tiverem a mesma direção. Em outras palavras: são colineares se tiverem representantes pertencentes a uma mesma reta ou a retas paralelas. 11 Se vetores não nulos (não importa o número de vetores) possuem representantes pertencentes a um mesmo plano p, diz-se que eles são coplanares. 12 3 18/08/2013 Soma de Vetores O vetor que liga a origem do primeiro à extremidade do segundo é o vetor soma (Regra do Polígono). Para subtrair invertemos o sentido do vetor que compor o sinal de menos. Casos Particulares de Vetores: Exemplo 1- No plano quadriculado a seguir, temos três vetores .Qual é o módulo do vetor resultante da soma desses vetores? Rosas dos Ventos • Se α=0° S=a+b • Se α=90° S2=a2+b2 • Se α=120° e a=b S=a=b • Se α=180° S=a-b • Se α for um ângulo qualquer ( Lei dos Cossenos) S2=a2+b2+2.a.b.cosα 4 18/08/2013 Exemplo 2- Uma esquiadora percorre 1,0Km do sul para norte e depois 2,0Km de oeste para leste em um campo horizontal coberto de neve. A que distância ela está do ponto de partida e em que direção. Vetores Unitários Componentes de Vetor As componentes ax e ay de um vetor bidimensional em relação aos eixos de um sistema de coordenadas XY são obtidas traçando retas perpendiculares aos eixos a partir da origem e da extremidade de a. • ax=a.cosθ • ay=a.senθ Vetores Unitários • Exemplo: Considere os vetores: 5 18/08/2013 Produto de um número real por um vetor Produtos de Vetores • Produto escalar de dois vetores A e B é designado por A.B=ABcosφ • Produto vetorial de dois vetores a e b, c= absenφ, onde φ é o menor dos ângulos entre as direções de dois vetores. Exemplo 03 • Qual é o ângulo φ entre: 6