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Aula 411 — Vetor unitário

50 min

Objetivo geral

Calcular o vetor unitário (versor) na direção de um vetor dado, reconhecendo que normalizar não muda a direção nem o sentido.

Objetivos específicos

  • Definir vetor unitário (versor): vetor de módulo 1.
  • Calcular o versor de v dividindo v pelo seu próprio módulo: v̂=v/|v|.
  • Reconhecer que o versor de v tem a MESMA direção e sentido de v, só o módulo muda para 1.
  • Usar versores para expressar um vetor como módulo × direção (v=|v|·v̂).

Conhecimentos prévios

  • Módulo de um vetor, Aula 410.
  • Multiplicação de vetor por escalar, Aula 408.

Recursos didáticos

  • Apresentação de slides — Possor_MatAula411_Apresentacao.pptx.
  • Quadro/lousa e material de escrita.
  • GeoGebra 3D Calculator, para visualizar e manipular vetores.

Desenvolvimento da aula

Acolhida e Sondagem de Conhecimentos Prévios

5 min · Ausubel — ativação de subsunçores

O professor pergunta: ao "normalizar" um vetor (transformá-lo em unitário), a direção dele muda?

Problematização Inicial

5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipado

Escrever v=(3,4) no quadro e perguntar o que muda ao dividir por seu próprio módulo. Obstáculo a nomear (sem resolver ainda): achar que normalizar um vetor (dividir pelo módulo) pode alterar sua direção ou sentido — dividir por um número POSITIVO (o módulo, sempre ≥0) é multiplicar por um escalar positivo, que preserva direção e sentido; só o módulo é reescalado para 1.

Desenvolvimento Conceitual

20 min · Exposição dialogada

Apresentação dos slides 2 a 9: o versor de v é v̂=v/|v|, um vetor de módulo exatamente 1, na MESMA direção e sentido de v (dividir pelo módulo, um número positivo, não inverte nada). Qualquer vetor pode ser escrito como v=|v|·v̂ (módulo vezes direção). Resolvendo a pergunta do Momento 2: não — a direção e o sentido continuam os mesmos; só o módulo é reescalado para 1.

Resolução Guiada

10 min · Vygotsky — Zona de Desenvolvimento Proximal

Resolução guiada: para v=(3,4) (módulo 5), calcular coletivamente v̂=(3/5,4/5) e confirmar que |v̂|=1. Em duplas: para w=(0,5) (módulo 5), calcular ŵ=(0,1).

Exercícios de Fixação

7 min · Prática independente

Aplicação individual (ou em duplas) da lista de exercícios de fixação (seção 8 deste plano).

Síntese e Fechamento

3 min · Consolidação (fechamento circular)

Retomar a pergunta do Momento 1: não — normalizar preserva direção e sentido; só reescala o módulo para 1, dividindo por um número sempre positivo.

Avaliação formativa

Ao longo da aula: perguntas rápidas de verificação (Momento 3) e observação direta durante a resolução guiada (Momento 4). Ao final: correção coletiva dos exercícios.

Lista de exercícios

1. O que é o vetor unitário (versor) de v?

Gabarito: Um vetor de módulo 1, na mesma direção e sentido de v: v̂=v/|v|.

2. Calcule o versor de v=(3,4).

Gabarito: |v|=5; v̂=(3/5,4/5).

3. Confirme que |v̂|=1 para o resultado anterior.

Gabarito: √(0,62+0,82)=√(0,36+0,64)=√1=1.

4. Como escrever v como módulo vezes direção, usando o versor?

Gabarito: v = |v| · v̂.

5. Encontre o erro: "ao normalizar um vetor, sua direção pode mudar."

Gabarito: Errado: dividir pelo módulo (sempre positivo) preserva direção e sentido — só o módulo muda para 1.