SKALARSTØRRELSE: HVAD DET BESTÅR AF, EGENSKABER OG EKSEMPLER - FYSISK - 2025

En skalær mængde er en numerisk mængde, hvis bestemmelse kun kræver kendskab til dens værdi med hensyn til en bestemt måleenhed af samme art. Nogle eksempler på skalære mængder er afstand, tid, masse, energi og elektrisk ladning.

Scalarmængder er generelt repræsenteret af et bogstav eller symbolet med den absolutte værdi, for eksempel A eller ǀ A ǀ. Størrelsen af ​​en vektor er en skalarstørrelse og kan opnås matematisk ved algebraiske metoder.

Ligeledes er skalermængder repræsenteret grafisk med en lige linje med en bestemt længde, uden en bestemt retning, relateret til en skalafaktor.

Hvad er en skalær mængde?

I fysik er en skalermængde en fysisk mængde repræsenteret af en fast numerisk værdi og en standard måleenhed, som ikke afhænger af referencesystemet. Fysiske mængder er matematiske værdier relateret til målelige fysiske egenskaber af et fysisk objekt eller system.

For eksempel, hvis du ønsker at opnå et køretøjs hastighed, i km / t, skal du bare opdele afstanden inden for den forløbne tid. Begge mængder er numeriske værdier ledsaget af en enhed, derfor er hastighed en skalær fysisk mængde. En skalær fysisk mængde er den numeriske værdi af en målbar fysisk egenskab uden en bestemt orientering eller forstand.

Ikke alle fysiske mængder er skalermængder, nogle udtrykkes ved hjælp af en vektor, der har numerisk værdi, retning og mening. Hvis du f.eks. Ønsker at opnå køretøjets hastighed, skal du bestemme bevægelserne, der er foretaget i løbet af den forløbne tid.

Disse bevægelser er kendetegnet ved at have en numerisk værdi, en retning og en bestemt forstand. Følgelig er køretøjets hastighed en fysisk vektormængde, ligesom forskydningen er.

Egenskaber ved en skalær mængde

-Det er beskrevet med en numerisk værdi.

-Virkninger med skalarstørrelser styres af grundlæggende algebraiske metoder såsom tilføjelse, subtraktion, multiplikation og opdeling.

-Variationen af ​​en skalarstørrelse afhænger kun af ændringen i dens numeriske værdi.

-Det er grafisk repræsenteret med et segment, der har en bestemt værdi forbundet med en måleskala.

-Skalarfeltet gør det muligt at bestemme den numeriske værdi af en skalær fysisk mængde på hvert punkt i det fysiske rum.

Scalar produkt

Det skalære produkt er produktet af to vektormængder ganget med kosinus i den vinkel θ, som de danner med hinanden. Når det skalære produkt fra to vektorer beregnes, er det opnåede resultat en skalær mængde.

Det skalære produkt af to vektormængder a og b er :

ab = ǀaǀǀbǀ. cosθ = ab.cos θ

a = er den absolutte værdi af vektor a

b = absolut værdi af vektor b

Produkt af to vektorer. Af Svjo (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Scalar-dot-product-1.png)

Scalar felt

Et skalarfelt defineres ved at knytte en skalarstørrelse til hvert punkt i rummet eller regionen. Med andre ord er det skalære felt en funktion, der viser en position for hver skalarmængde i rummet.

Nogle eksempler på skalfelt er: temperaturen på hvert punkt på jordoverfladen på et øjeblik, det topografiske kort, trykfeltet for en gas, ladningstætheden og det elektriske potentiale. Når det skalære felt ikke afhænger af tiden, kaldes det stationært felt

Når man grafisk repræsenterer det sæt af punkter i feltet, der har den samme skalarestørrelse, dannes ekvipotentiale overflader. For eksempel er de ekvipotentiale overflader af punktelektriske ladninger koncentriske sfæriske overflader centreret i ladningen. Når en elektrisk ladning bevæger sig omkring overfladen, er det elektriske potentiale konstant på hvert punkt på overfladen.

Scalar feltmålinger.

Eksempler på skalære mængder

Her er nogle eksempler på skalære mængder, der er fysiske egenskaber ved naturen.

Temperatur

Det er den gennemsnitlige kinetiske energi for partiklerne i et objekt. Det måles med et termometer, og værdierne, der opnås i målingen, er skalermængder, der er forbundet med, hvor varmt eller hvor koldt et objekt er.

Masse

For at få massen af ​​et legeme eller objekt, er det nødvendigt at tælle, hvor mange partikler, atomer, molekyler det har, eller at måle, hvor meget materiale objektet udgør. En masseværdi kan opnås ved at veje objektet med en balance, og du behøver ikke at indstille retningen på kroppen for at måle dens masse.

Vejr

Scalarstørrelser er mest relateret til tid. For eksempel måling af år, måneder, uger, dage, timer, minutter, sekunder, millisekunder og mikrosekunder. Tid har ingen retning eller følelse af retning.

Bind

Det er forbundet med det tredimensionelle rum, som et legeme eller stof optager. Det kan måles i liter, milliliter, kubikcentimeter, kubikcentimeter blandt andre enheder, og det er en skalær mængde.

Hastighed

Målingen af ​​et objekts hastighed i kilometer i timen er en skalær mængde, det er kun nødvendigt at fastlægge den numeriske værdi af objektets sti som en funktion af den forløbne tid.

Elektrisk ladning

Protoner og neutroner fra subatomære partikler har en elektrisk ladning, der manifesteres af den elektriske kraft til tiltrækning og frastødelse. Atomer i deres neutrale tilstand har nul elektrisk ladning, det vil sige, de har den samme numeriske værdi af protoner som neutroner.

Energi

Energi er et mål, der kendetegner et legems evne til at udføre arbejde. Ved det første princip i termodynamik konstateres det, at energien i universet forbliver konstant, den ikke er skabt eller ødelagt, den transformeres kun til andre former for energi.

Elektrisk potentiale

Det elektriske potentiale på ethvert sted i rummet er den elektriske potentielle energi pr. Opladningsenhed, det er repræsenteret af ekvipotentiale overflader. Den potentielle energi og den elektriske ladning er skalermængder, derfor er det elektriske potentiale en skalær mængde og afhænger af værdien af ​​ladningen og det elektriske felt.

Massefylde

Det er målet for massen af ​​et legeme, partikler eller stoffer i et bestemt rum og udtrykkes i masseenheder pr. Volumenhed. Den numeriske værdi af densiteten opnås matematisk ved at dividere massen med volumen.

Referencer

1. Spiegel, MR, Lipschutz, S og Spellman, D. Vektoranalyse. sl: Mc Graw Hill, 2009.
2. Muvdi, BB, Al-Khafaji, AW og Mc Nabb, J W. Statics for Engineers. VA: Springer, 1996.
3. Brand, L. Vector Analysis. New York: Dover Publications, 2006.
4. Griffiths, D J. Introduktion til elektrodynamik. New Jersey: Prentice Hall, 1999. pp. 1-10.
5. Tallack, J C. Introduktion til vektoranalyse. Cambridge: Cambridge University Press, 2009.