Magnitude em física refere-se à extensão máxima do tamanho e à direção de um objeto. É usado em grandezas vetoriais e escalares como um fator comum. Por exemplo, uma grandeza escalar possui apenas magnitude, não possui nem requer direção para se descrever.
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A magnitude nos permite comparar a velocidade de diferentes objetos em movimento, a distância percorrida por um objeto em movimento e também informa a quantidade de um objeto.
Por exemplo, no caso de um carro em movimento que se move mais rápido que uma motocicleta, o módulo da velocidade do carro é maior do que o módulo da velocidade da motocicleta. Na física, existem dois tipos de quantidade: escalar e vetorial.
Uma grandeza escalar como a velocidade tem apenas magnitude, não direção. Considerando que uma grandeza vetorial tem magnitude e direção, como velocidade. Aqui estão algumas maneiras pelas quais a magnitude é usada:
- Magnitude do terremoto
- Magnitude da carga do elétron
- Magnitude da força gravitacional
- Magnitude da força, deslocamento, etc.
1. Magnitude do terremoto:
A magnitude de um terremoto é definida em termos de comprimento, largura e largura. Podemos dizer que se refere ao tamanho físico de um terremoto. Causa tremores diferentes em locais diferentes, devido ao tipo de material da superfície e à distância do epicentro. Sua magnitude é indicada por números inteiros, incluindo frações decimais. Um terremoto de magnitude 5,3 é considerado um terremoto moderado e considerado forte se a magnitude for 6 ou mais.
Quando ocorre um terremoto, é liberada uma grande quantidade de energia que provoca ondas sísmicas, que se propagam em todas as direções e sacodem a terra e causam destruição. A magnitude de um terremoto ajuda a prever as chances de sua ocorrência no futuro. A escala que mede a magnitude de um terremoto é chamada de escala Richter. Nesta escala, a cada aumento no número a magnitude aumenta dez vezes.
2. Magnitude da carga de um elétron
A carga de um elétron é igual à magnitude da carga elementar, e com sinal negativo. Por exemplo, 1,602 x 10-19. Além disso, existem dois tipos de cargas elétricas: positivas e negativas. Os prótons carregam uma carga positiva e os elétrons carregam uma carga negativa. A carga líquida de um átomo é considerada positiva se ele tiver mais prótons do que elétrons. Da mesma forma, se um átomo tiver carga negativa, se houver mais elétrons que prótons. Quando tem um número igual de elétrons e prótons, diz-se que é eletricamente neutro.
3. Magnitude da Força
Refere-se à soma de todas as forças que atuam sobre um objeto. Se todas as forças agirem na mesma direção, aumenta a magnitude da força. Se estas forças actuarem em direcções diferentes, a magnitude da força diminui à medida que as forças que actuam em direcções opostas anulam ou neutralizam o efeito umas das outras.
4. Magnitude do Deslocamento
O deslocamento refere-se à distância mais curta possível entre a posição inicial e final do objeto. A magnitude do deslocamento de um objeto em movimento é sempre menor ou igual à distância percorrida. Por exemplo, se um objeto se move em linha reta e percorre uma distância de 5 metros, sua distância e deslocamento serão os mesmos.
5. Magnitude da Força Gravitacional
Refere-se à força que atrai quaisquer dois objetos com massa. É uma força atrativa, pois tende a unir as massas. Podemos dizer que há uma atração ou que cada objeto está atraindo ou puxando todos os outros objetos neste universo. Também é conhecida como Lei Universal da Gravitação de Newton. A magnitude desta força gravitacional entre dois objetos com massa m1 e m2 é representada matematicamente conforme mostrado abaixo;
F = G x m1 x m2/r2
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Como calcular a magnitude de uma quantidade física?
Toda quantidade física tem magnitude, portanto é mensurável. Porém, todas as grandezas físicas não podem ser medidas de maneira semelhante. Isso ocorre porque uma quantidade física pode ser de dois tipos: escalar e vetorial. Ambos os tipos seguem regras diferentes da álgebra.
Quantidade escalar:
É uma quantidade física que é especificada apenas por magnitude ou tem apenas magnitude como massa, volume, densidade, etc. Portanto, apenas magnitude e unidade são necessárias para definir uma quantidade escalar, a direção não é necessária. Por exemplo, peso de 60 Kg, em que 60 é a magnitude e Kg é a unidade. Para calcular a magnitude de uma quantidade escalar, é necessário seguir uma regra de álgebra linear.
Da mesma forma, a velocidade também é uma quantidade escalar, pois é descrita apenas por sua magnitude. Ele apenas informa a velocidade com que um objeto está se movendo, não informa nada sobre a direção em que ele está se movendo. Portanto, um objeto que se move mais rápido cobrirá uma distância maior do que um objeto que se move mais lentamente no mesmo período de tempo.
Como calcular a magnitude de uma grandeza escalar:
Seu cálculo é muito simples. Em nossa vida diária, calculamos a quantidade escalar muitas vezes. Por exemplo, você percorre uma distância de 10 km para chegar ao seu escritório, neste caso, uma distância de 10 km é uma quantidade escalar e sua magnitude é 10 km que é igual à distância total percorrida.
Em outro exemplo, suponha que 100 ml de água sejam misturados com 1 litro de leite puro e a quantidade ou magnitude total de leite seja de 1250 ml. Aqui, a magnitude é calculada usando adição simples.
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Grandeza vetorial
É uma grandeza física que possui magnitude e direção, como velocidade, deslocamento, força, etc. podemos dizer que precisa de magnitude e direção para sua descrição completa. Portanto, para definir um vetor, são necessárias magnitude e direção. Por exemplo, uma velocidade de 60 km/h, para norte. Aqui, um objeto se move a uma velocidade de 60 km/h (magnitude) em direção ao norte.
A adição de duas grandezas vetoriais não pode ser feita usando álgebra comum. Uma quantidade vetorial é denotada por uma seta sobre uma letra ou um segmento de linha com uma seta em uma extremidade onde a seta indica a direção.
Como calcular a magnitude de uma grandeza vetorial:
No caso de grandezas vetoriais, dois ou mais vetores podem ser chamados iguais se tiverem a mesma direção e magnitude. Quando multiplicamos uma grandeza vetorial por um número inteiro positivo, sua magnitude muda, mas sua direção permanece a mesma. No entanto, quando o multiplicamos por um número inteiro negativo, tanto a magnitude quanto a direção mudam à medida que a direção é invertida e a magnitude é multiplicada pelo valor absoluto do número.
Ordem de grandeza
Ordem de grandeza é uma estimativa aproximada do tamanho ou magnitude de algo e é representada como uma potência de dez. É o tamanho estimado de algo medido nas potências de 10. Por exemplo, o tamanho da Terra é da ordem de grandeza de 1020 kg.
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Se um valor é uma ordem de grandeza maior que outro valor, significa que é dez vezes maior que outro valor. Da mesma forma, quando for duas ordens de grandeza maior, seria cem vezes maior. A ordem de grandeza pode ser vista em notações científicas onde um número é elevado à potência de 10.
Como encontrar a ordem de grandeza?
A ordem de grandeza de 255.000 seria 5, pois quando esse valor é convertido em notação científica, 2,55 x 105, o 10 é elevado ao 5ºpotência de dez. Isso nos permite comparar a ordem de grandeza de diferentes números. Por exemplo,
UMA = 5,4 x 106
B = 5,4 x 108
Mostra que B é duas ordens de grandeza maior que A.