У фізиці існує кілька категорій величин: векторні і скалярні.
Що таке векторна величина?
Векторна величина має дві основні характеристики: напрямок і модуль. Два вектора будуть однаковими, якщо їх значення по модулю і напрямок збігаються. Для позначення векторної величини найчастіше використовують букви, над якими відображається стрілочка. Як приклад векторної величини можна привести силу, швидкість або прискорення.
Для того, щоб зрозуміти сутність векторної величини, слід розглянути її з геометричної точки зору. Вектор є відрізком, що має напрямок. Довжина такого відрізка співвідноситься зі значенням його модуля. Фізичним прикладом векторної величини є зміщення матеріальної точки, що переміщається в просторі. Такі параметри, як прискорення цієї точки, швидкість і діючі на неї сили, електромагнітного поля теж будуть відображатися векторними величинами.
Якщо розглядати векторну величину незалежно від напрямку, то такий відрізок можна виміряти. Але, отриманий результат буде відображати тільки часткові характеристики величини. Для її повного вимірювання слід доповнити величину іншими параметрами спрямованого відрізка.
У векторній алгебрі існує поняття нульового вектора. Під цим поняттям мається на увазі точка. Що стосується напрямку нульового вектора, то воно вважається невизначеним. Для позначення нульового вектора використовується арифметичний нуль, набраний напівжирним шрифтом.
Що таке скалярна величина?
На відміну від вектора, скалярна величина має лише одним параметром - це її чисельне значення. Варто відзначити, що аналізована величина може мати як позитивний чисельне значення, так і негативне.
Як приклад можна привести масу, напруга, частоту або температуру. З такими величинами можна виконувати різні арифметичні дії: додавання, ділення, віднімання, множення. Для скалярної величини така характеристика, як напрямок, не властива.
Скалярна величина вимірюється числовим значенням, тому її можна відображати на координатної осі. Наприклад, дуже часто будують вісь пройденого шляху, температури або часу.
Основні відмінності між скалярними і векторними величинами
З описів, наведених вище, видно, що головна відмінність векторних величин від скалярних полягає в їх характеристиках. У векторній величини є напрям і модуль, а у скалярною тільки чисельне значення. Безумовно, векторну величину, як і скалярну, можна виміряти, але така характеристика не буде повною, так як відсутній напрямок.
Для того, щоб більш чітко уявити відміну скалярної величини від векторної, слід навести приклад. Для цього візьмемо таку галузь знань, як кліматологія. Якщо сказати, що вітер дме зі швидкістю 8 метрів в секунду, то буде введена скалярна величина. Але, якщо сказати, що північний вітер дме зі швидкістю 8 метрів в секунду, то мова піде про векторному значенні.
Вектори грають величезну роль в сучасній математиці, а також у багатьох сферах механіки і фізики. Більшість фізичних величин може бути представлено у вигляді векторів. Це дозволяє узагальнити і істотно спростити використовувані формули і результати. Часто векторні значення і вектори ототожнюються один з одним. Наприклад, у фізиці можна почути, що швидкість або сила є вектором.
Деякі формули векторної алгебри використовуються в таких областях науки, як:
- сопромат.
- кінематика.
- Опромінення і електричне освітлення.
- Прикладна механіка.
- гідравліка.
- Електричні машини.
- Теоретична механіка.
- фізика.
Чітке усвідомлення різниці між векторної і скалярною величиною дозволить фахівцям вирішувати складні завдання і більш детально характеризувати використовувані дані.
