Mărimi Vectoriale și Forța
Mărimi fizice
Mărimi scalare și vectoriale
În fizică, nu este suficient să spui doar un număr. Dacă spui „cinci”, ce înseamnă? Cinci mere? Cinci secunde? Cinci metri spre nord? Pentru a descrie lumea din jurul nostru, fizicienii folosesc mărimi fizice. Acestea au întotdeauna un număr și o unitate de măsură. Dar uneori, chiar și asta nu este de ajuns. Haide să vedem de ce.
Mărimile care au nevoie doar de o valoare
Unele lucruri pot fi descrise complet printr-un singur număr și unitatea sa. Dacă te întreb cât e ceasul, spui „ora 10”. Dacă măsori temperatura, spui „25 de grade Celsius”. La fel și cu volumul unei sticle de apă, care poate fi de „2 litri”. Acestea se numesc mărimi scalare și sunt cele mai simple.
Mărime scalară
noun
O mărime fizică ce este complet descrisă prin valoarea sa numerică și o unitate de măsură corespunzătoare. Nu are direcție sau sens.
Gândește-te la masa unui obiect, de exemplu, 10 kilograme. Această valoare ne spune câtă „materie” conține obiectul, indiferent dacă este pe Pământ, pe Lună sau în spațiu. Masa este o proprietate a obiectului și nu se schimbă. E un scalar perfect.
| Mărime scalară | Exemplu |
|---|---|
| Timp | 30 de secunde |
| Temperatură | -5 grade Celsius |
| Volum | 500 de mililitri |
| Masă | 2 kilograme |
Când valoarea nu e de ajuns
Acum, imaginează-ți că încerci să împingi o cutie grea. Este suficient să spui că aplici o forță de „100”? Nu. Contează enorm unde o împingi. O împingi înainte? O ridici? O împingi în jos? Direcția este crucială. La fel este și cu viteza. Un avion care zboară cu 800 km/h este o informație incompletă. Zboară spre est sau spre vest? Direcția contează.
Mărimile care au nevoie de mai mult decât o simplă valoare se numesc (sau, pe scurt, vectori). Ele au nevoie de patru elemente pentru a fi descrise complet: un punct de aplicație (de unde pornește), o direcție (linia pe care acționează), un sens (în ce parte a liniei) și un modul (valoarea numerică).
Un exemplu clasic este diferența dintre masă și greutate .
Masa este o mărime scalară. Ea măsoară cantitatea de materie dintr-un corp (ex: 70 kg). Greutatea este o mărime vectorială. Ea reprezintă forța cu care gravitația atrage acea masă (ex: 700 newtoni, orientată în jos, spre centrul Pământului).
Masa ta este aceeași oriunde în univers. Greutatea ta, însă, se schimbă. Pe Lună, unde gravitația este mai slabă, ai cântări mult mai puțin, deși masa ta a rămas neschimbată.
Cum arată un vector?
Deoarece vectorii au direcție și sens, cel mai simplu mod de a-i reprezenta este printr-o săgeată. Fiecare parte a săgeatei ne spune ceva important:
| Element | Ce reprezintă | Cum se desenează |
|---|---|---|
| Punct de aplicație | Locul de unde începe acțiunea | Originea săgeții |
| Direcția | Linia pe care acționează forța/viteza | Înclinarea liniei (orizontală, verticală etc.) |
| Sensul | În ce parte a liniei acționează | Vârful săgeții indică sensul |
| Modulul (mărimea) | Valoarea numerică a vectorului | Lungimea săgeții (o săgeată mai lungă înseamnă un modul mai mare) |
Deci, data viitoare când auzi de forță, accelerație sau viteză, amintește-ți că nu este vorba doar despre un număr. Este vorba despre o poveste completă, cu valoare, direcție și sens.
Care este diferența fundamentală dintre o mărime scalară și una vectorială?
Care dintre următoarele este un exemplu de mărime vectorială?
