Βαθμιακή ποσότητα έναντι διανυσματικής ποσότητας
Τα μαθηματικά και η φυσική είναι δύο θέματα που εφευρέθηκαν από εμάς για να περιγράψουν διάφορα φαινόμενα γύρω μας. Αυτό ταιριάζει απόλυτα σε ποσότητες που μετρώνται χρησιμοποιώντας μαθηματικά και φυσική. Το βαθμωτό και το διάνυσμα είναι ταξινόμηση ποσοτήτων στη φυσική. Υπάρχουν ορισμένες ποσότητες που έχουν μόνο μια διάσταση που είναι ένας αριθμός που τους έχει εκχωρηθεί ενώ υπάρχουν άλλες που έχουν επίσης μια διάσταση κατεύθυνσης που τους έχει εκχωρηθεί. Παραδείγματα πρώτου τύπου είναι το μήκος, το εμβαδόν, η πίεση, η θερμοκρασία, η ενέργεια, το έργο και η ισχύς, ενώ παραδείγματα του τύπου που απαιτούν να αναφερθεί η κατεύθυνση είναι η ταχύτητα, η μετατόπιση, η επιτάχυνση, η ορμή, η δύναμη κ.λπ. Υπάρχει διαφορά μεταξύ αυτών των δύο τύπων ποσοτήτων που θα συζητηθούν σε αυτό το άρθρο.
Η πιο βασική διαφορά, η οποία είναι και η μόνη διαφορά μεταξύ βαθμωτών και διανυσματικών μεγεθών, είναι ότι τα βαθμωτά μεγέθη έχουν μόνο μέγεθος ενώ τα διανυσματικά μεγέθη έχουν μέγεθος καθώς και κατεύθυνση που σχετίζονται με αυτά. Ας το καταλάβουμε αυτό με τη βοήθεια μερικών παραδειγμάτων.
Αν περιγράφετε την περιοχή ενός δωματίου, δεν χρειάζεται να πείτε την κατεύθυνσή του, σωστά; Φαίνεται παράλογο να μιλάμε από την άποψη της κατεύθυνσης της περιοχής ενός δωματίου. Αλλά ναι, υπάρχουν έννοιες που απαιτούν κατεύθυνση και χωρίς την αναφορά κατεύθυνσης, δεν έχουν νόημα, όπως η ταχύτητα και η μετατόπιση. Εάν ένα αγόρι τρέχει σε μια κυκλική διαδρομή περιφέρειας 500 μέτρων, έχετε δίκιο λέτε ότι διένυσε απόσταση 500 μέτρων όταν ολοκληρώσει έναν κύκλο. Από τότε όμως που επανέρχεται στην αφετηρία, δεν έχει καταγράψει μετατόπιση. Το ίδιο μπορεί να ειπωθεί για μια πέτρα που εκτοξεύεται ευθεία στους ουρανούς και επιστρέφει στην αφετηρία της. Δεν υπάρχει μετατόπιση παρόλο που έχει διανύσει μεγάλη απόσταση στο ταξίδι του.
Αν μιλάτε για τον όγκο ενός ποτηριού, δεν χρειάζεται να προσδιορίσετε την κατεύθυνσή του, αλλά τι θα κάνετε αν σας ρωτήσουν για τη θέση του ποτηριού; Η κατεύθυνση μας δίνει τη δυνατότητα να βρούμε πού βρίσκεται το ποτήρι. Μια ποσότητα που είναι διανυσματική είναι η ταχύτητα ενός κινούμενου αντικειμένου. Αν και μπορείτε να ξεφύγετε όταν λέτε ότι η ταχύτητα του κινούμενου αυτοκινήτου είναι 50 μίλια/ώρα, δεν μπορούμε να πούμε το ίδιο όταν μιλάμε όσον αφορά την ταχύτητά του. Η ταχύτητα χρειάζεται κατεύθυνση, και ως εκ τούτου πρέπει να τη συμπεριλάβετε όταν περιγράφετε την ταχύτητα. Πρέπει λοιπόν να πείτε ότι το αυτοκίνητο έχει ταχύτητα 50 μίλια/ώρα προς βόρεια κατεύθυνση. Η έννοια της ταχύτητας είναι εξαιρετικά σημαντική καθώς οδηγεί στην κατανόηση της επιτάχυνσης, τη βασική της κατανόησης της κίνησης των πλανητών, των αεροσκαφών και των διαστημικών σκαφών μας.
Συνοπτικά:
Βαθμιακή ποσότητα και διανυσματική ποσότητα
• Οι περισσότερες από τις ποσότητες χωρίζονται σε βαθμωτές και διανυσματικές ποσότητες.
• Τα βαθμωτά μεγέθη έχουν μόνο μέγεθος ενώ τα διανυσματικά μεγέθη έχουν και μέγεθος και κατεύθυνση.
• Παραδείγματα βαθμωτών μεγεθών είναι το μήκος, η ταχύτητα, το έργο, η ενέργεια, η θερμοκρασία κ.λπ., ενώ παραδείγματα διανυσματικών μεγεθών είναι η ταχύτητα, η μετατόπιση, η επιτάχυνση, η δύναμη, το βάρος κ.λπ.
