Matematyka jest językiem fizyki. Dzięki temu możemy opisać otaczający nas świat w kategoriach ilościowych. W przypadku mechaniki (energii, masy i czasu) możemy wykorzystać dwa rodzaje ilości do liczbowego przedstawienia pomysłów. Te dwie formy są znane jako wektory i skalary.
Każda wielkość fizyczna w świecie fizyki jest albo skalarna, albo wektorowa. Wielkości skalarne i wektorowe są używane zarówno w fizyce, jak i matematyce.
Skalarne a wektorowe
Kiedy mamy do czynienia z fizyką, istnieją różne rodzaje narzędzi pomiarowych. Skalar i wektor są jednymi z tych narzędzi pomiarowych.
Ilości skalarne lub skalarne to te, które mają tylko wielkość. Teraz, aby zrozumieć tę wielkość skalarną, najpierw musisz zrozumieć termin wielkość.
Wielkość odnosi się do rozmiaru dowolnego obiektu, prędkości obiektu lub wagi obiektu. Jest to ilość, którą można zapisać numerycznie.
Wektor jest narzędziem do pomiaru wielkości, które mają zarówno moduły, jak i kierunek, a gdy wielkość ma zarówno moduł, jak i kierunek, możemy powiedzieć, że jest to wielkość wektorowa.
Vector w obecnej formie powstał dopiero pod koniec XIX wieku. Irlandzki fizyk William Rowan Hamilton” był tym, który zajmował się wynalezieniem koncepcji Vector.
Tabela porównawcza między skalarną a wektorową (w formie tabelarycznej)
| Parametr porównania | Skalarny | Wektor |
|---|---|---|
| Definicja | Skalar ma tylko wielkość, ale nie ma kierunku | Wektor ma zarówno wielkość, jak i kierunek |
| Problem | Za ich pomocą można rozwiązać tylko problemy jednowymiarowe. W przypadku problemów wielowymiarowych nie jest to przydatne | Za pomocą tego narzędzia można rozwiązywać wielowymiarowe problemy |
| Zmiana | Możemy dokonać zmian w wielkości skalarnej, zmieniając jej wielkość | Ilości wektorowe można zmieniać wraz ze zmianą wielkości i kierunku. |
| Natura | Można tu zastosować proste zasady dodawania, odejmowania, mnożenia i dzielenia. Jakość skalarna może podzielić inną jakość skalarną | W przypadku wielkości wektorowych nie możemy wykonywać operacji dodawania, odejmowania, mnożenia i dzielenia za pomocą reguł arytmetycznych. Dlatego jeden wektor nie może podzielić innego wektora |
| Przykłady | Czas, prędkość, masa, powierzchnia, gęstość, praca itp. | Przemieszczenie, siła, prędkość, przyspieszenie, pęd itp. |
Co to jest skalar?
W materiałoznawstwie wielkość skalarna lub skalarna jest wielkością fizyczną. Nie ma żadnej zależności od kierunku.
Skalar służy do przedstawiania wielkości jednowymiarowych.
Wielkość fizyczna całkowicie zdefiniowana przez swoją wielkość; przykłady skalarów obejmują odległość, gęstość, prędkość, energię, masę, a czas nazywany jest wielkością skalarną.
Najczęściej używane wielkości skalarne w naszym codziennym życiu to temperatura i prędkość.
Przygotowując jedzenie w naszej kuchni lub uprawiając zboże w naszym gospodarstwie temperatura odgrywa bardzo ważną rolę i jest to wielkość skalarna, ponieważ ma tylko wielkość.
Co to jest wektor?
Teraz rozumiemy definicję Vector, która jest wielkością fizyczną o wielkości i kierunku. Jest reprezentowany przez strzałkę, a kierunek tej strzałki jest taki sam jak kierunek ilości.
Wektor jest znany jako wektor jednostkowy, gdy jego wielkość wynosi 1 i ten wektor jednostkowy jest używany do określenia kierunku.
Wektor ma kierunek i wielkość, ale nie ma pozycji. Do obliczenia każdej jednostki wektorowej potrzebujemy wektora, więc musimy zrozumieć ten termin.
Wektor jest używany w naszym codziennym życiu do lokalizowania obiektów i osób. Pierwsze prawo Newtona, drugie prawo i trzecie prawo nie są nawet możliwe do zrozumienia bez użycia wektora.
W sportach takich jak koszykówka, krykiet, Baseball Vector jest używany przez graczy. Gracz rzuca piłkę lub strzela do celu pod kątem w kierunku.
Vector ma zastosowanie wojskowe, w pociskach/trajektorii, a nawet podczas projektowania kolejki górskiej.
Jeśli wektor zostanie obrócony o kąt, zmieni się.
Wektor jest definiowany ze względu na jego wielkość i kierunek. Jeśli więc dokonujemy nawet niewielkiej zmiany jego wielkości lub kierunku, wektor można zmienić. Stąd, jeśli obrócimy piłkę pod pewnym kątem, zmieni się jej kierunek i możemy powiedzieć, że wektor się zmienił.
Możemy zdefiniować wektor w przestrzeni dwuwymiarowej i trójwymiarowej. Ze względu na tę cechę Vector, wielowymiarowe problemy można rozwiązać za pomocą tego.
Główne różnice między skalarnym a wektorowym
Wniosek
Bardzo ważne jest zrozumienie podstaw Skalaru i Wektora, a także tego, jak te ilości są wykorzystywane w naszym codziennym życiu.
Książki dla studentów zawierają krótki opis natury Ilości Skalarnych i Wektorowych, a dla wielu studentów ten krótki opis może wywołać wiele zamieszania.
Teraz byliśmy w stanie rozróżnić wielkości skalarne i wektorowe, ale musimy również pamiętać, że wielkości mogą mieć zarówno wielkość, jak i kierunek, które nie są uważane za wektory.
Na przykład prąd elektryczny i ciśnienie są pewnymi wielkościami fizycznymi, które mają wielkość i kierunek, ale nadal nie są uważane za wektory, ponieważ te wielkości nie są zgodne z prawami dodawania wektorów. W ten sposób przepływ elektryczny jest wielkością skalarną.
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2006/03/004/meta
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/398877/
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/250686/
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2829861
