WIELKOŚĆ SKALARNA: Z CZEGO SIĘ SKŁADA, CECHY I PRZYKŁADY - FIZYCZNY - 2025

Skalarne ilość jest wielkością liczbową, której determinacja tylko wymaga znajomości jego wartości w stosunku do określonej jednostki miary jego samego rodzaju. Niektóre przykłady wielkości skalarnych to odległość, czas, masa, energia i ładunek elektryczny.

Wielkości skalarne są zwykle przedstawiane za pomocą litery lub symbolu wartości bezwzględnej, na przykład A lub ǀ A ǀ. 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.

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 wyrażane za pomocą wektora, który ma wartość liczbową, kierunek i zwrot. Na przykład, jeśli chcesz uzyskać prędkość pojazdu, musisz określić ruchy wykonane w upływającym czasie.

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

Charakterystyka wielkości skalarnej

-Jest opisana wartością liczbową.

-Operacje z wielkościami skalarnymi 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 z segmentem, 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 a i b to :

ab = ǀaǀǀbǀ . cosθ = ab.cos θ

a = jest wartością bezwzględną wektora a

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 to funkcja, 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 w ładunku. Kiedy ładunek elektryczny porusza się po powierzchni, potencjał elektryczny jest stały w każdym punkcie na powierzchni.

Skalarne pole pomiarów ciśnienia.

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.

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 trzeba ustawiać orientacji ciała, aby zmierzyć jego masę.

Pogoda

Wielkości skalarne są głównie związane z czasem. Na przykład miara lat, miesięcy, tygodni, dni, godzin, minut, sekund, milisekund i mikrosekund. Czas nie ma żadnego kierunku ani poczucia kierunku.

Tom

Jest to związane z trójwymiarową przestrzenią, jaką zajmuje ciało lub substancja. Można ją mierzyć 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 elektryczna 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.

Bibliografia

1. Spiegel, MR, Lipschutz, S i Spellman, D. Vector Analysis. sl: Mc Graw Hill, 2009.
2. Muvdi, BB, Al-Khafaji, AW i Mc Nabb, J W. Statics for Engineers. VA: Springer, 1996.
3. Brand, L. Vector Analysis. 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.