Skalarna wielkość, z czego się składa, cechy i przykłady

4486
David Holt
Skalarna wielkość, z czego się składa, cechy i przykłady

ZA wielkość skalarna Jest to wielkość liczbowa, której określenie wymaga jedynie znajomości jej wartości w odniesieniu do pewnej jednostki miary tego samego rodzaju. Niektóre przykłady wielkości skalarnych to odległość, czas, masa, energia i ładunek elektryczny..

Wielkości skalarne są zwykle przedstawiane na przykład za pomocą litery lub symbolu wartości bezwzględnej DO lub ǀDOǀ. Wielkość wektora jest wielkością skalarną i można ją uzyskać matematycznie metodami algebraicznymi..

Podobnie wielkości skalarne są przedstawiane graficznie za pomocą linii prostej o określonej długości, bez określonego kierunku, związanej ze współczynnikiem skali..

Indeks artykułów

  • 1 Co to jest wielkość skalarna?
  • 2 Charakterystyka wielkości skalarnej
    • 2.1 Iloczyn skalarny
    • 2.2 Pole skalarne
  • 3 Przykłady wielkości skalarnych
    • 3.1 Temperatura
    • 3.2 Długość
    • 3.3 Czas
    • 3.4 Ciśnienie
    • 3.5 Energia
    • 3.6 Msza św
    • 3.7 Głośność
    • 3.8 Prędkość
    • 3.9 Ładunek elektryczny
    • 3.10 Energia
    • 3.11 Potencjał elektryczny
    • 3.12 Gęstość
    • 3.13 Natężenie światła
    • 3.14 Ilość substancji
    • 3.15 Częstotliwość
  • 4 Odnośniki

Co to jest wielkość skalarna?

W fizyce wielkość skalarna to wielkość fizyczna reprezentowana przez stałą wartość liczbową i standardową jednostkę miary, która nie zależy od układu odniesienia. Wielkości fizyczne to wartości matematyczne związane z mierzalnymi właściwościami fizycznymi obiektu lub układu fizycznego..

Na przykład, jeśli chcesz uzyskać prędkość pojazdu w km / h, wystarczy podzielić przebytą odległość przez czas, który upłynął. Obie wielkości są wartościami liczbowymi, którym towarzyszy jednostka, dlatego prędkość jest skalarną wielkością fizyczną. Skalarna wielkość fizyczna to wartość liczbowa mierzalnej właściwości fizycznej bez określonej orientacji lub sensu..

Nie wszystkie wielkości fizyczne są wielkościami skalarnymi, niektóre są wyrażone za pomocą wektora, który ma wartość liczbową, kierunek i zwrot. Na przykład, jeśli chcesz uzyskać prędkość pojazdu, musisz określić przemieszczenia wykonane w czasie, który upłynął.

Ruchy te charakteryzują się wartością liczbową, kierunkiem i określonym sensem. W konsekwencji prędkość pojazdu jest wektorową wielkością fizyczną, podobnie jak przemieszczenie.

Charakterystyka wielkości skalarnej

-Opisany wartością liczbową.

-Działania na wielkościach skalarnych są regulowane przez podstawowe metody algebraiczne, takie jak dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie..

-Zmiana wielkości skalarnej zależy tylko od zmiany jej wartości liczbowej.

-Jest reprezentowany graficznie za pomocą segmentu, który ma określoną wartość powiązaną ze skalą pomiaru.

-Pole skalarne umożliwia określenie wartości liczbowej skalarnej wielkości fizycznej w każdym punkcie przestrzeni fizycznej.

Iloczyn skalarny

Iloczyn skalarny to iloczyn dwóch wielkości wektorowych pomnożonych przez cosinus kąta θ, który tworzą one ze sobą. Kiedy obliczany jest iloczyn skalarny dwóch wektorów, otrzymany wynik jest wielkością skalarną.

Iloczyn skalarny dwóch wielkości wektorowych do Y b to jest:

a.b = ǀaǀǀbǀ.cosθ = ab.cos θ

do= jest wartością bezwzględną wektora do

b= wartość bezwzględna wektora b

Iloczyn dwóch wektorów. Autor: Svjo (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Scalar-dot-product-1.png)

Pole skalarne

Pole skalarne jest definiowane przez skojarzenie wielkości skalarnej w każdym punkcie przestrzeni lub regionu. Innymi słowy, pole skalarne jest funkcją, która pokazuje pozycję dla każdej wielkości skalarnej w przestrzeni.

Niektóre przykłady pola skalarnego to: temperatura w każdym punkcie powierzchni Ziemi w danej chwili, mapa topograficzna, pole ciśnienia gazu, gęstość ładunku i potencjał elektryczny. Gdy pole skalarne nie zależy od czasu, nazywane jest polem stacjonarnym

Przy graficznym przedstawianiu zbioru punktów pola o tej samej wielkości skalarnej powstają powierzchnie ekwipotencjalne. Na przykład, ekwipotencjalne powierzchnie punktowych ładunków elektrycznych są koncentrycznymi sferycznymi powierzchniami wyśrodkowanymi na ładunku. Kiedy ładunek elektryczny porusza się po powierzchni, potencjał elektryczny jest stały w każdym punkcie na powierzchni.

Skalarne pole pomiarów ciśnienia. [autor: Lucas V. Barbosa (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Scalar_field.png)]

Przykłady wielkości skalarnych

Oto kilka przykładów wielkości skalarnych, które są fizycznymi właściwościami natury.

Temperatura

Jest to średnia energia kinetyczna cząstek w obiekcie. Mierzy się go termometrem, a wartości uzyskane w pomiarze są wielkościami skalarnymi związanymi z tym, jak gorący lub zimny jest obiekt..

Długość

Na długość składa się wymiar obiektu uwzględniający jego wydłużenie w linii prostej. Jednostką miary używaną w Międzynarodowym Układzie Jednostek (SIU) jest metr i jest oznaczona literą m.

Pogoda

Jednym z najczęstszych zastosowań jest czas. Można go zmierzyć w sekundach, minutach i godzinach. Jest to wielkość używana do pomiaru przedziału czasu, w którym zachodzą zdarzenia.

Na przykład czas trwania meczu piłki nożnej to 90 minut.

Nacisk

Ciśnienie to skalarna wielkość fizyczna, która mierzy siłę w prostopadłym kierunku na jednostkę powierzchni. Stosowaną jednostką miary jest paskal i jest ona oznaczona sylabą Pa lub po prostu literą P.

Przykładem jest ciśnienie otoczenia, które jest ciężarem, jaki masa powietrza w atmosferze wywiera na rzeczy..

Energia

Energię definiuje się jako zdolność materii do działania chemicznego lub fizycznego. Stosowaną jednostką miary są dżule i oznaczono ją literą J.

Masa

Aby uzyskać masę ciała lub przedmiotu, należy policzyć, ile ma cząstek, atomów, cząsteczek lub zmierzyć, ile materiału składa się z obiektu. Wartość masy można uzyskać poprzez zważenie przedmiotu na wadze i nie jest konieczne ustawianie orientacji ciała do pomiaru jego masy..

Tom

Jest to związane z trójwymiarową przestrzenią, jaką zajmuje ciało lub substancja. Może być mierzony między innymi w litrach, mililitrach, centymetrach sześciennych, decymetrach sześciennych i jest to wielkość skalarna.

Prędkość

Pomiar prędkości obiektu w kilometrach na godzinę jest wielkością skalarną, wymagane jest jedynie ustalenie wartości liczbowej ścieżki obiektu w funkcji upływającego czasu.

Ładunek elektryczny

Protony i neutrony cząstek subatomowych mają ładunek elektryczny, który objawia się siłą przyciągania i odpychania. Atomy w stanie neutralnym mają zerowy ładunek elektryczny, to znaczy mają taką samą wartość liczbową protonów jak neutrony.

Energia

Energia jest miarą charakteryzującą zdolność organizmu do wykonywania pracy. Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki ustalono, że energia we wszechświecie pozostaje stała, nie jest tworzona ani niszczona, jest tylko przekształcana w inne formy energii.

Potencjał elektryczny

Potencjał elektryczny w dowolnym miejscu w przestrzeni to energia potencjalna na jednostkę ładunku, reprezentowana przez powierzchnie ekwipotencjalne. Energia potencjalna i ładunek elektryczny są wielkościami skalarnymi, dlatego potencjał elektryczny jest wielkością skalarną i zależy od wartości ładunku i pola elektrycznego..

Gęstość

Jest miarą masy ciała, cząstek lub substancji w określonej przestrzeni i jest wyrażana w jednostkach masy na jednostkę objętości. Liczbową wartość gęstości uzyskuje się matematycznie, dzieląc masę przez objętość.

Natężenie światła

Natężenie światła to strumień świetlny w określonym kierunku, wypromieniowywany przez jednostkę kąta bryłowego. Jednostką miary jest kandela, oznaczona formą cd.

Częściej intensywność światła nazywana jest jasnością. Występuje w obiektach takich jak żarówka, telefon lub jakikolwiek inny przedmiot emitujący światło.

Ilość substancji

Jednostką miary używaną do pomiaru ilości substancji jest mol. Jest to bardzo ważna wielkość skalarna w dziedzinie chemii..

Kret zawiera liczbę cząstek Avogadro, a jego masa to masa atomowa lub cząsteczkowa wyrażona w gramach.

Częstotliwość

Częstotliwość to liczba powtórzeń lub powtórzeń okresowego zjawiska lub zdarzenia w danej jednostce czasu. Jednostką miary używaną dla tej wielkości skalarnej jest herc lub herc i jest ona oznaczona literami Hz.

Na przykład, młody człowiek może słyszeć dźwięki o częstotliwości od 20 Hz do 20 000 Hz. Kiedy dźwięk znajduje się poza tym pasmem, ludzie nie mogą go odbierać..

Bibliografia

  1. Spiegel, M. R, Lipschutz, S i Spellman, D. Analiza wektorowa. s.l. : Mc Graw Hill, 2009.
  2. Muvdi, B B, Al-Khafaji, A W i Mc Nabb, J W. Statyka dla inżynierów. VA: Springer, 1996.
  3. Brand, L.. Analiza wektorowa. Nowy Jork: Dover Publications, 2006.
  4. Griffiths, D J. Wprowadzenie do elektrodynamiki. New Jersey: Prentice Hall, 1999. str. 1-10.
  5. Tallack, J C.. Wprowadzenie do analizy wektorowej. Cambridge: Cambridge University Press, 2009.

Jeszcze bez komentarzy