Grandezas físicas: o que são e tipos (com exemplos e exercícios)
Uma grandeza física é toda propriedade de um corpo ou fenômeno que pode ser medida e expressa por um valor numérico acompanhado de uma unidade de medida.
Em outras palavras, sempre que conseguimos atribuir um número a uma característica do mundo físico, estamos diante de uma grandeza física.
Exemplos do cotidiano:
A temperatura do seu corpo é de 36,5 °C:
- Grandeza: temperatura;
- Valor: 36,5;
- Unidade: grau Celsius.
Você percorre 2 km até a escola:
- Grandeza: comprimento;
- Valor: 2;
- Unidade: quilômetro.
Perceba que toda grandeza física possui três elementos: a grandeza em si, um valor numérico e uma unidade. Essas grandezas se dividem em diferentes tipos, como veremos a seguir.
Tipos de Grandezas Físicas
As grandezas físicas são classificadas de diferentes maneiras conforme suas características. As duas grandes divisões são: grandezas escalares e grandezas vetoriais. Além disso, podem ser classificadas como fundamentais ou derivadas.
Grandezas Escalares
São completamente definidas apenas por um valor numérico e uma unidade. Não precisam indicar direção ou sentido.
Exemplos de grandezas escalares:
- Massa — ex.: Um saco de arroz tem massa de 5 kg.
- Temperatura — ex.: A água ferve a 100 °C ao nível do mar.
- Tempo — ex.: A prova dura 3 horas.
- Volume — ex.: Uma garrafa contém 500 mL de água.
- Energia — ex.: Uma lâmpada consome 60 J/s.
- Velocidade escalar (rapidez) — ex.: O carro anda a 80 km/h.
Grandezas Vetoriais
São grandezas que, para serem completamente definidas, precisam de três informações: módulo (valor numérico + unidade), direção e sentido. São representadas por vetores.
Exemplos de grandezas vetoriais:
- Deslocamento — ex.: O carro andou 200 m para o norte.
- Velocidade vetorial — ex.: O vento sopra a 30 km/h em direção ao leste.
- Força — ex.: Uma força de 10 N é aplicada para cima.
- Aceleração — ex.: O foguete acelera 9,8 m/s² verticalmente.
- Campo elétrico — ex.: O campo aponta na direção positiva do eixo x.
Grandezas Fundamentais
São as grandezas básicas, independentes entre si, definidas pelo Sistema Internacional de Unidades (SI). Todas as demais grandezas físicas são derivadas dessas sete grandezas fundamentais.
As 7 Grandezas Fundamentais do Sistema Internacional (SI)
| Grandeza Fundamental | Unidade SI | Símbolo | Instrumento de Medida |
|---|---|---|---|
| Comprimento | metro | m | Régua, fita métrica |
| Massa | quilograma | kg | Balança |
| Tempo | segundo | s | Relógio, cronômetro |
| Corrente elétrica | ampere | A | Amperímetro |
| Temperatura | kelvin | K | Termômetro |
| Quantidade de matéria | mol | mol | Titulação |
| Intensidade luminosa | candela | cd | Fotômetro |
Grandezas Derivadas
São grandezas obtidas por meio de combinações matemáticas (multiplicação ou divisão) das grandezas fundamentais.
Exemplos de grandezas derivadas:
- Velocidade = comprimento ÷ tempo → m/s
- Aceleração = velocidade ÷ tempo → m/s²
- Força = massa × aceleração → kg·m/s² = Newton (N)
- Área = comprimento × comprimento → m²
- Densidade = massa ÷ volume → kg/m³
- Pressão = força ÷ área → N/m² = Pascal (Pa)
Diferença entre Grandeza Escalar e Vetorial
Esta é uma das distinções mais importantes da Física. Veja o comparativo a seguir:
| Grandeza ESCALAR | Grandeza VETORIAL |
|---|---|
| Definida apenas por módulo e unidade | Definida por módulo, direção e sentido |
| Não possui direção nem sentido | Representada por um vetor (seta) |
| Pode ser somada algebricamente | Soma usa regras vetoriais |
| Exemplos: massa, temperatura, energia | Exemplos: força, velocidade, aceleração |
Mapa Mental
Exercícios de Fixação
Questão 1
Assinale a alternativa que apresenta SOMENTE grandezas escalares:
(A) Força, massa e temperatura
(B) Velocidade vetorial, deslocamento e aceleração
(C) Massa, temperatura e energia
(D) Deslocamento, força e volume
Massa, temperatura e energia são completamente definidas por um número e uma unidade, sem necessidade de direção ou sentido — característica das grandezas escalares.
As demais alternativas incluem grandezas vetoriais como força, velocidade vetorial, deslocamento e aceleração.
Questão 2
Qual das afirmações a seguir descreve corretamente uma grandeza vetorial?
(A) É definida apenas por um valor numérico e uma unidade de medida.
(B) É definida por módulo, direção e sentido, podendo ser representada por uma seta.
(C) Pode ser somada diretamente com outra grandeza do mesmo tipo, sem considerar direções.
(D) Não depende de unidade de medida para ser expressa.
Uma grandeza vetorial exige três informações para ser completamente definida: módulo (valor + unidade), direção (horizontal, vertical, oblíqua) e sentido (para onde aponta). Por isso, é representada graficamente por uma seta — o vetor.
Questão 3
O Sistema Internacional de Unidades (SI) estabelece 7 grandezas fundamentais. Qual das opções abaixo contém uma grandeza que NÃO é fundamental, pois é derivada?
(A) Comprimento
(B) Tempo
(C) Velocidade
(D) Quantidade de matéria
A velocidade é obtida dividindo-se comprimento por tempo (v = Δs/Δt), sendo portanto uma grandeza derivada. Comprimento, tempo e quantidade de matéria estão entre as 7 grandezas fundamentais do SI.
Questão 4
Dois estudantes discutem sobre a grandeza ʼforçaʼ. Ana diz que a força aplicada por ela ao empurrar uma caixa é de 50 N, mas que essa informação é incompleta para descrever o movimento da caixa. João discorda e afirma que o valor 50 N já diz tudo. Quem está correto e por quê?
(A) João, pois 50 N é um valor numérico completo com unidade definida.
(B) Ana, pois a força é uma grandeza vetorial e, sem direção e sentido, a informação é incompleta.
(C) Ana, pois a força é uma grandeza escalar e falta apenas a temperatura ambiente.
(D) João, pois a força pode ser tratada sempre como grandeza escalar em situações cotidianas.
Ana está correta. Força é uma grandeza vetorial — saber que a força é de 50 N não é suficiente para prever o movimento da caixa sem saber também a direção (horizontal? vertical? oblíqua?) e o sentido (para frente? para baixo?).
Para grandezas vetoriais, módulo, direção e sentido são todos indispensáveis.
Aprenda mais com:
- Grandezas Vetoriais
- Vetores: o que são, operações, aplicações e exercícios
- Vetores: soma, subtração e decomposição
Pratique mais com:
- Exercícios sobre vetores
- Exercícios sobre grandezas escalares e vetoriais
- Exercícios sobre velocidade vetorial média
Referências Bibliográficas
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física: Mecânica. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. v. 1.
YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física I: Mecânica. 14. ed. São Paulo: Pearson, 2015.
TIPLER, Paul A.; LLEWELLYN, Ralph A. Física Moderna. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2014.
BUREAU INTERNATIONAL DES POIDS ET MESURES (BIPM). O Sistema Internacional de Unidades (SI). 9. ed. Sèvres: BIPM, 2019. Disponível em: . Acesso em: março 2025.
GASPAR, Alberto. Física: Ensino Médio. São Paulo: Ática, 2013. v. 1.
BRASIL. Base Nacional Comum Curricular (BNCC): Ensino Médio. Brasília: MEC/SEB, 2018
ASTH, Rafael. Grandezas físicas: o que são e tipos (com exemplos e exercícios). Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/grandezas-fisicas-o-que-sao-e-tipos-com-exemplos-e-exercicios/. Acesso em:
