La matematica è il linguaggio della fisica. Con questo, possiamo descrivere il mondo che ci circonda in termini quantitativi. Per la meccanica (energia, massa e tempo), possiamo utilizzare due tipi di quantità per rappresentare numericamente le idee. Le due forme sono note come vettori e scalari.
Ogni grandezza fisica nel mondo della fisica è scalare o vettoriale. Le quantità scalari e vettoriali sono utilizzate sia in fisica che in matematica.
Scalare vs vettoriale
Quando abbiamo a che fare con la fisica, ci sono diversi tipi di strumenti di misurazione. Scalare e vettoriale sono uno di quegli strumenti di misurazione.
Le quantità scalari o scalari sono quelle che hanno solo grandezza. Ora, per capire questa quantità scalare, devi prima capire il termine grandezza.
La magnitudo si riferisce alla dimensione di qualsiasi oggetto, alla velocità dell'oggetto o al peso di un oggetto. È la quantità che puoi scrivere numericamente.
Un vettore è uno strumento di misurazione per quantità che hanno sia grandezza che direzione, e quando una quantità ha sia grandezza che direzione allora possiamo dire che è una grandezza vettoriale.
Il vettore non è stato sviluppato nella sua forma attuale fino alla fine del XIX secolo. Il fisico irlandese William Rowan Hamilton” è stato colui che si è occupato dell'invenzione del concetto di Vector.
Tabella di confronto tra scalare e vettoriale (in forma tabulare)
| Parametro di confronto | Scalare | Vettore |
|---|---|---|
| Definizione | Lo scalare ha solo magnitudo ma non c'è direzione | Il vettore ha sia grandezza che direzione |
| Problema | Con l'aiuto di questi, possono essere risolti solo problemi di una dimensione. Quando si tratta di problemi multidimensionali non è utile | I problemi multidimensionali possono essere risolti con l'uso di questo strumento |
| Modificare | Possiamo apportare modifiche alla quantità scalare cambiando la sua grandezza | Le quantità vettoriali possono essere modificate con un cambiamento di grandezza e direzione. |
| Natura | Qui è possibile utilizzare semplici regole di addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione. La qualità scalare può dividere un'altra qualità scalare | Per quantità vettoriali, non possiamo eseguire addizioni, sottrazioni, moltiplicazioni e divisioni utilizzando regole aritmetiche. Quindi un vettore non può dividere un altro vettore |
| Esempi | Tempo, velocità, massa, area, densità, lavoro, ecc | Spostamento, forza, velocità, accelerazione, momento, ecc |
Cos'è lo scalare?
Nella scienza dei materiali, una quantità scalare o scalare è una quantità fisica. Non ha alcuna dipendenza dalla direzione.
Scalare è utilizzato per rappresentare quantità unidimensionali.
Una grandezza fisica completamente definita dalla sua grandezza; esempi di scalari includono distanza, densità, velocità, energia, massa e il tempo è chiamato una quantità scalare.
Le grandezze scalari più utilizzate nella nostra vita quotidiana sono la temperatura e la velocità.
Preparando il cibo nella nostra cucina o coltivando i raccolti nella nostra fattoria, la temperatura gioca un ruolo molto importante ed è una quantità scalare perché ha solo una grandezza.
Cos'è il vettore?
Ora capiamo la definizione di Vector che è la grandezza fisica con una grandezza oltre che una direzione. È rappresentato da una freccia e la direzione di questa freccia è la stessa di quella della quantità.
Un vettore è noto come vettore unitario quando la sua grandezza è 1 e questo vettore unitario viene utilizzato per definire la direzione.
Un vettore ha direzione e grandezza, ma non ha una posizione. Per calcolare ogni unità vettoriale abbiamo bisogno di un vettore, quindi dobbiamo capire questo termine.
Il vettore viene utilizzato nella nostra vita quotidiana per individuare oggetti e individui. La prima legge, la seconda e la terza legge di Newton non sono nemmeno comprensibili senza l'uso di Vector.
Negli sport come il basket, il cricket, il vettore di baseball viene utilizzato dai giocatori. Il giocatore lancia la palla o spara al bersaglio con un angolo in una direzione.
Vector ha un uso militare, in proiettili/traiettorie e anche durante la progettazione di montagne russe.
Se un vettore viene ruotato di un angolo, cambierà.
Un vettore è definito a causa della sua grandezza e direzione. Quindi, se stiamo apportando anche un piccolo cambiamento nella sua grandezza o direzione, un vettore può essere cambiato. Quindi, se ruotiamo una palla con un certo angolo, la sua direzione cambierà e possiamo dire che il vettore è cambiato.
Possiamo definire un vettore nello spazio bidimensionale e tridimensionale. A causa di questa caratteristica di Vector, i problemi multidimensionali possono essere risolti utilizzando questo.
Principali differenze tra scalare e vettoriale
Conclusione
È molto importante comprendere le basi per lo scalare e il vettore e anche come queste quantità vengono utilizzate nella nostra vita quotidiana.
I libri per studenti universitari forniscono una breve descrizione della natura delle quantità scalari e vettoriali e, per molti studenti, la breve descrizione può creare molta confusione.
Ora siamo stati in grado di distinguere tra quantità scalari e vettoriali, ma dobbiamo anche tenere a mente che le quantità possono avere sia grandezza che direzione che non sono considerate come un vettore.
Ad esempio, la corrente elettrica e la pressione sono alcune quantità fisiche che hanno grandezza e direzione ma non sono ancora considerate vettori perché queste quantità non seguono le leggi dell'addizione vettoriale. In questo modo, il flusso elettrico è una quantità scalare.
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2006/03/004/meta
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/398877/
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- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2829861
