MĂRIMEA SCALARĂ: DIN CE CONSTĂ, CARACTERISTICI ȘI EXEMPLE - FIZIC - 2025

O cantitate scalară este o cantitate numerică a cărei determinare necesită doar cunoașterea valorii sale cu privire la o anumită unitate de măsură de același fel. Unele exemple de cantități scalare sunt distanța, timpul, masa, energia și sarcina electrică.

Cantitățile scalare sunt în general reprezentate de o literă sau de simbolul valorii absolute, de exemplu A sau ǀ A ǀ. Mărimea unui vector este o mărime scalară și poate fi obținută matematic prin metode algebice.

De asemenea, cantitățile scalare sunt reprezentate grafic cu o linie dreaptă de o anumită lungime, fără o direcție specifică, legată de un factor de scară.

Ce este o cantitate scalară?

În fizică, o cantitate scalară este o cantitate fizică reprezentată de o valoare numerică fixă ​​și o unitate de măsură standard, care nu depinde de sistemul de referință. Cantitățile fizice sunt valori matematice legate de proprietățile fizice măsurabile ale unui obiect sau sistem fizic.

De exemplu, dacă doriți să obțineți viteza unui vehicul, în km / h, trebuie doar să împărțiți distanța parcursă în funcție de timpul scurs. Ambele cantități sunt valori numerice însoțite de o unitate, prin urmare viteza este o cantitate fizică scalară. O cantitate fizică scalară este valoarea numerică a unei proprietăți fizice măsurabile, fără o orientare sau un sens specific.

Nu toate cantitățile fizice sunt cantități scalare, unele sunt exprimate cu ajutorul unui vector care are valoare numerică, direcție și sens. De exemplu, dacă doriți să obțineți viteza vehiculului, trebuie să determinați mișcările făcute în timpul scurs.

Aceste mișcări se caracterizează prin faptul că au o valoare numerică, o direcție și un sens specific. În consecință, viteza vehiculului este o cantitate fizică vectorială, la fel ca deplasarea.

Caracteristicile unei cantități scalare

-Este descrisă cu o valoare numerică.

-Operațiile cu mărimi scalare sunt guvernate de metode algebrice de bază, cum ar fi adunarea, scăderea, înmulțirea și divizarea.

-Variația unei mărimi scalare depinde doar de modificarea valorii sale numerice.

-Este reprezentat grafic cu un segment care are o valoare specifică asociată cu o scară de măsurare.

-Câmpul scalar permite determinarea valorii numerice a unei cantități fizice scalare în fiecare punct din spațiul fizic.

Produs scalar

Produsul scalar este produsul a două cantități vectoriale înmulțite de cosinusul unghiului θ pe care îl formează unul cu celălalt. Când se calculează produsul scalar al doi vectori, rezultatul obținut este o cantitate scalară.

Produsul scalar de două cantități vectoriale a și b este :

ab = ǀaǀǀbǀ . cosθ = ab.cos θ

a = este valoarea absolută a vectorului a

b = valoarea absolută a vectorului b

Produs de doi vectori. De Svjo (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Scalar-dot-product-1.png)

Câmp scalar

Un câmp scalar este definit prin asocierea unei mărimi scalare în fiecare punct din spațiu sau regiune. Cu alte cuvinte, câmpul scalar este o funcție care arată o poziție pentru fiecare cantitate scalară din spațiu.

Câteva exemple de câmp scalar sunt: ​​temperatura în fiecare punct de pe suprafața Pământului la un moment de timp, harta topografică, câmpul de presiune al unui gaz, densitatea de încărcare și potențialul electric. Când câmpul scalar nu depinde de timp se numește câmp staționar

Atunci când reprezintă grafic setul de puncte ale câmpului care au aceeași mărime scalară se formează suprafețe echipotențiale. De exemplu, suprafețele echipotențiale ale sarcinilor electrice punctuale sunt suprafețe sferice concentrice centrate în sarcină. Atunci când o sarcină electrică se deplasează în jurul suprafeței, potențialul electric este constant în fiecare punct al suprafeței.

Câmpul scalar al măsurătorilor de presiune.

Exemple de cantități scalare

Iată câteva exemple de cantități scalare care sunt proprietăți fizice ale naturii.

Temperatura

Este energia cinetică medie a particulelor dintr-un obiect. Se măsoară cu un termometru, iar valorile obținute la măsurare sunt cantități scalare asociate cu cât de cald sau cât de rece este un obiect.

Masa

Pentru a obține masa unui corp sau a unui obiect, este necesar să numărăm câte particule, atomi, molecule are sau să măsurăm cât de mult material compune obiectul. O valoare de masă poate fi obținută cântărind obiectul cu un echilibru și nu este necesar să setați orientarea corpului pentru a măsura masa acestuia.

Vreme

Mărimile scalare sunt în mare parte legate de timp. De exemplu, măsura anilor, luni, săptămâni, zile, ore, minute, secunde, milisecunde și microsecunde. Timpul nu are direcție sau sens de direcție.

Volum

Este asociat cu spațiul tridimensional pe care îl ocupă un corp sau o substanță. Poate fi măsurat în litri, mililitri, centimetri cubi, decimetri cubi între alte unități și este o cantitate scalară.

Viteză

Măsurarea vitezei unui obiect în kilometri pe oră este o cantitate scalară, este necesară numai pentru a stabili valoarea numerică a traseului obiectului, în funcție de timpul scurs.

Incarcare electrica

Protonii și neutronii particulelor subatomice au o sarcină electrică care se manifestă prin forța electrică de atracție și repulsie. Atomii aflați în starea lor neutră au o sarcină electrică zero, adică au aceeași valoare numerică a protonilor ca și neutronii.

Energie

Energia este o măsură care caracterizează capacitatea unui corp de a efectua muncă. Prin primul principiu al Termodinamicii se stabilește că energia din univers rămâne constantă, nu este creată sau distrusă, ci doar transformată în alte forme de energie.

Potential electric

Potențialul electric în orice punct al spațiului este energia potențială electrică pe unitatea de încărcare, este reprezentată de suprafețe echipotențiale. Energia potențială și sarcina electrică sunt cantități scalare, prin urmare potențialul electric este o cantitate scalară și depinde de valoarea sarcinii și a câmpului electric.

Densitate

Este măsura cantității de masă a unui corp, particule sau substanțe într-un anumit spațiu și este exprimată în unități de masă pe unități de volum. Valoarea numerică a densității este obținută, matematic, împărțind masa la volum.

Referințe

1. Spiegel, MR, Lipschutz, S și Spellman, D. Vector Analysis. sl: Mc Graw Hill, 2009.
2. Muvdi, BB, Al-Khafaji, AW și Mc Nabb, J W. Statice pentru ingineri. VA: Springer, 1996.
3. Brand, L. Analiza vectorială. New York: Dover Publications, 2006.
4. Griffiths, D J. Introducere în electrodinamică. New Jersey: Prentice Hall, 1999. pp. 1-10.
5. Tallack, J C. Introducere în analiza vectorială. Cambridge: Cambridge University Press, 2009.