Tärkein tiede

Vektorifysiikka

Vektorifysiikka
Vektorifysiikka

Video: Mitä vektorit ovat ja mihin niitä tarvitaan? 2024, Syyskuu

Video: Mitä vektorit ovat ja mihin niitä tarvitaan? 2024, Syyskuu
Anonim

Vektori, fysiikassa, määrä, jolla on sekä suuruus että suunta. Sitä edustaa tyypillisesti nuoli, jonka suunta on sama kuin määrän ja jonka pituus on verrannollinen määrän suuruuteen. Vaikka vektorilla on suuruus ja suunta, sillä ei ole sijaintia. Eli niin kauan kuin sen pituutta ei muuteta, vektoria ei muuteta, jos se siirretään yhdensuuntaisesti itsensä kanssa.

Vastoin vektoreita, tavallisia suureita, joilla on suuruusluokka mutta ei suunta, kutsutaan skalaareiksi. Esimerkiksi siirtymä, nopeus ja kiihtyvyys ovat vektorimääriä, kun taas nopeus (nopeuden suuruus), aika ja massa ovat skalaareja.

Jotta vektoria voidaan pitää, määrän, jolla on suuruus ja suunta, on myös noudatettava tiettyjä yhdistelmäsääntöjä. Yksi näistä on vektorien lisäys, joka kirjoitetaan symbolisesti nimellä A + B = C (vektorit kirjoitetaan tavanomaisesti lihavoituina kirjaimin). Geometrisesti vektorisumma voidaan visualisoida asettamalla vektorin B häntä vektorin A päähän ja vetämällä vektori C - alkaen A: n hännästä ja päättyen B: n päähän - siten, että se täydentää kolmion. Jos A, B ja C ovat vektoreita, on oltava mahdollista suorittaa sama operaatio ja saavuttaa sama tulos (C) käänteisessä järjestyksessä, B + A = C. Määrällä, kuten siirtymä ja nopeus, on tämä ominaisuus (kommutatiivinen laki)., mutta on olemassa määriä (esim. äärelliset kiertoavaruudet avaruudessa), jotka eivät ole eivätkä siksi ole vektoreita.

Muita vektorikäsittelyn sääntöjä ovat vähennys, kertolasku skalaarilla, skalaarikertolasku (tunnetaan myös nimellä pistetuote tai sisäinen tuote), vektorikertolasku (tunnetaan myös nimellä ristitulos) ja erilaistuminen. Ei ole mitään operaatiota, joka vastaa jakamista vektorilla. Katso vektorianalyysi kuvaus kaikista näistä säännöistä.

Vaikka vektorit ovat matemaattisesti yksinkertaisia ​​ja erittäin hyödyllisiä keskusteluissa fysiikasta, niitä kehitettiin nykymuodossaan vasta 1800-luvun lopulla, kun Josiah Willard Gibbs ja Oliver Heaviside (vastaavasti Yhdysvalloista ja Englannista) sovelsivat vektorianalyysiä järjestyksessä. James Clerk Maxwellin ehdottamien uusien sähkömagneettisten lakien ilmaisemiseen.