Estoy leyendo las definiciones de cantidades vectoriales y escalares.
Cantidad escalar: cantidad con magnitud únicamente.
Foto de archivo - Cantidad con magnitud y dirección.
Después de eso tenemos algunas cantidades para distinguir,
Pero estoy confundido con algunas cantidades.
¿Por qué la velocidad es escalar y la aceleración es vectorial? Creo que ambos incluyen movimiento.
Supongo que por qué el vector de fuerza no tiene dirección.
¿Cuál es la diferencia entre velocidad y rapidez? Porque uno es vector otro escalar.
Por favor, explique en lenguaje sencillo.
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Quiero explicarle esto a alguien que no tiene conocimiento de fórmulas.
Sus definiciones de escalares y vectores están bien.
En respuesta específica a sus preguntas:
y
donde esta la distancia
una cantidad escalar que se refiere a "cuánto terreno ha cubierto un objeto" durante su movimiento.
el desplazamiento es
una cantidad vectorial que se refiere a "qué tan fuera de lugar está un objeto"; es el cambio general de posición del objeto.
La dirección se basa en dónde está la posición final con respecto a la posición inicial.
( el tiempo también es un escalar)
( Referencia para citas sobre distancia y desplazamiento ).
Debido a que la velocidad se calcula en función del vector de desplazamiento, la velocidad también es un vector (que va en la misma dirección que el desplazamiento). De manera similar, la aceleración se basa en un cambio en la velocidad, por lo que es un vector como la velocidad es un vector.
en la dirección de la velocidad: si la aceleración es negativa, el objeto se está desacelerando (frenando) o acelerando en la dirección opuesta.
De manera similar para la pregunta 2. La fuerza se calcula usando el vector aceleración:
en la dirección de la aceleración.
Si desea explicar esto en términos sencillos, le sugiero que tome un ejemplo concreto (por ejemplo, un automóvil en marcha) y haga preguntas como: ¿Cómo describiría cuantitativamente el movimiento del automóvil por teléfono a alguien? Naturalmente, esto debería llevarlo a darse cuenta de que necesita explicar en qué dirección y qué tan rápido ( magnitud ) se está conduciendo, es decir, ya llegó al concepto de vector.
De manera similar para la fuerza, piensa en un objeto que podrías empujar (acelerar) en diferentes direcciones...
Si no quieres ecuaciones, todo lo que puedes hacer es pensar en cómo describirías estas cantidades con palabras. Por ejemplo podrías decir:
El coche circula a 100 km/h.
Esta es su velocidad (escalar). Tenga en cuenta que no está especificando la dirección en la que conduce.
El automóvil circula a 100 km/h en medio de la carretera a París.
Esta es la velocidad (vector). Usted especifica la dirección ( en el medio del camino a París ) y la magnitud ( 100 km/h ). Matemáticamente, la dirección y la magnitud juntas pueden expresarse mediante un vector ("flecha" si lo desea), donde la longitud del vector/flecha es una medida de la magnitud/velocidad.
Como puede ver en el ejemplo, "velocidad" incluye la misma información que "velocidad" (menos la dirección). Entonces, si siempre usa vectores de velocidad, puede extraer la información de velocidad (= longitud del vector).
La aceleración es la tasa de cambio de la velocidad de un objeto con respecto al tiempo, es decir, describe qué tan rápido cambia la velocidad. Esto puede ser tanto un cambio en la magnitud (velocidad) de la velocidad como un cambio en la dirección de la velocidad (incluso si la magnitud/velocidad permanece igual).
De la misma manera que la velocidad/rapidez, la aceleración puede ser una cantidad escalar o vectorial dependiendo de lo que describas.
Este coche acelera de 0 a 100 km/h en 10 s.
Aquí la aceleración es un escalar (=10 km/ (hs)) a medida que describe el cambio de velocidad del automóvil. No haces declaraciones sobre la dirección.
En este giro, el piloto de fórmula 1 está sujeto a una aceleración lateral de .
Aquí, la aceleración es un vector a medida que especifica la dirección (lateral, es decir, hacia un lado) y la magnitud ( , es decir, cuatro veces la aceleración lateral de la tierra).
La fuerza (en estos ejemplos) es solo la aceleración (vectorial o escalar) multiplicada por la masa, por lo que básicamente puedes usar exactamente los mismos ejemplos, reemplazando la aceleración con fuerza y multiplicando los resultados con la masa del automóvil (primer ejemplo) y la masa de el conductor (segundo ejemplo).
Muchas cantidades físicas pueden aparecer tanto como vectoriales como escalares. Si siempre trabaja con la versión vectorial, no puede equivocarse, pero a veces puede contener más información de la necesaria. Por ejemplo, para calcular la energía cinética del automóvil, solo necesita la magnitud/velocidad y no necesita la dirección del vector de velocidad. Como ejemplo:
Este coche, circulando a 90 km/h consume 5 litros de gasolina en 100 km.
Este coche, circulando a 90 km/h por la mitad de la carretera de París gasta 5 litros de gasolina en 100 km.
Como puede ver, aunque la segunda versión (vectorial) de la oración es correcta, contiene información superflua innecesaria sobre la dirección.
Por lo general, no hay palabras especiales para distinguir el vector de las cantidades escalares (a diferencia de "velocidad/velocidad"). Podrías usar construcciones como "vector de fuerza", "fuerza escalar"... para hacer esa distinción. Incluso para velocidad/velocidad, en mi experiencia, esta distinción no se usa de manera consistente. Personalmente, usaría "velocidad" también para la cantidad escalar "velocidad" y, por el contrario, algunas personas podrían llamar a todo (escalar y vector) con el nombre de "velocidad".
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garyp
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