O que é a física de vetores?
Um vetor é uma representação visual de uma quantidade física que possui magnitude e direção. A física vetorial é o estudo das várias forças que atuam para mudar a direção e a velocidade de um corpo em movimento. As ferramentas matemáticas da análise vetorial fornecem um meio útil para observar a interação das forças naturais no universo físico e prever o impacto que essas forças terão na matéria em movimento.
Os vetores são simbolizados por setas de comprimentos variados. O comprimento relativo de cada seta representa sua magnitude, que pode ser a velocidade ou qualquer outra força capaz de medir. Cada flecha tem uma certa direção, que é indicada em um plano cartesiano usando os eixos geográficos de norte, sul, leste e oeste. A cauda de cada vetor começa a partir das coordenadas cartesianas de (0,0) e a posição da cabeça ou da flecha indica sua respectiva direção.
As ferramentas de análise de vetores fornecem um meio pelo qual prever as alterações resultantes na magnitude e na direção de um corpo impactado por forças externas. Por exemplo, um avião que dirige para o norte a uma velocidade de 160,9 km / h passará por uma mudança de velocidade e direção se encontrar um vento de 40,23 km / h do oeste. A direção e velocidade resultantes do plano podem ser calculadas usando vetores desenhados em escala.
A análise e resolução de vetores são comumente plotadas em um gráfico de eixos XY, para que cada vetor possa receber facilmente uma direção e atribuir uma magnitude apropriada. A análise vetorial é conduzida para determinar o efeito resultante ou líquido em um corpo de uma ou mais forças que atuam para mudar seu movimento e direção. A resolução de problemas de física vetorial pode ser calculada usando vários métodos.
Problemas simples de física de vetores podem ser resolvidos através da construção de um paralelogramo de cada um dos dois segmentos de linhas distintos plotados em um plano cartesiano. Linhas pontilhadas semelhantes replicadas de cada um dos vetores separados são adicionadas e uma linha é desenhada na extremidade oposta do paralelogramo construído. A linha traçada simboliza a direção e magnitude resultantes do corpo sobre as quais as outras forças agiram para mudar sua direção e velocidade.
A física de vetores preocupa-se com a relação entre as forças que atuam umas sobre as outras, sejam corpos grandes em movimento ou partículas interagindo entre si no nível subatômico. A resolução de problemas vetoriais mais complexos pode ser resolvida usando equações matemáticas algébricas ou trigonométricas que calculam a adição ou o produto dos vários vetores. Uma das primeiras aplicações da análise vetorial foi seu uso para descrever com precisão a relação entre forças elétricas e magnéticas emanadas, um componente central da teoria do eletromagnetismo, descoberta pela primeira vez pelo físico escocês James Maxwell Clerk no século XIX.