¿La velocidad es una cantidad vectorial? [cerrado]

El uso común a menudo no diferencia entre términos que tienen definiciones científicas precisas.
Los ejemplos son masa y peso, gas y vapor, y el ejemplo que ha dado, velocidad y velocidad.
Esto también puede extenderse a las palabras utilizadas por los científicos que utilizarán el término pesaje en lugar de masa aunque, por supuesto, muchas balanzas comparan pesos.

En el uso común, la cantidad de cosas (masa) es importante y eso se llama peso, y lo mismo ocurre con la velocidad/velocidad, donde la distancia/tiempo es la cantidad a la que se hace referencia.

Una vez que un término/idea es de uso común, es casi imposible cambiarlo para que se ajuste a una definición científica precisa, ya que tal cambio no tendría ningún efecto en la forma en que el público en general lo usa, excepto por ser inconveniente.

• La velocidad es todo lo que le importa al oficial de policía cuando lo detiene por exceso de velocidad. "¡ Va a 100 km/h! ¡Detenlo! "

• Pero pregúntele a la NASA si les importa no solo la velocidad sino también la dirección de los cometas que se acercan. "¡ Se dirige hacia Canadá con 3000 km/h! "

Ambas versiones están en uso en trabajos técnicos en diferentes campos. Solo depende de la necesidad.

Cuando uno dice, El carro se mueve con$200\ \text{km/sec}$. Eso significa que solo les preocupa la magnitud de la velocidad que es la velocidad.

Si es importante especificar la dirección es un problema. En algunos casos, la dirección juega un papel y en otros no.

Sí, una cantidad vectorial, como la velocidad, tiene una magnitud y (a menos que la magnitud sea cero) una dirección. Para especificarlo completamente, tienes que indicar ambos.

Pero muchas veces solo nos preocupamos por uno u otro. A veces, por ejemplo, si desea saber si está obedeciendo el límite de velocidad, es posible que solo le importe el hecho de que su automóvil se está moviendo a 60 km/h, pero no en qué dirección (al menos mientras sea más o menos paralelo a El camino). En otras ocasiones, por ejemplo, si quiere saber si giró en la dirección correcta en la última intersección, es posible que le importe la dirección en la que va, pero no tanto la velocidad (al menos mientras no esté muy cerca). cero).

Ahora, es posible que le hayan enseñado en la escuela que la magnitud del vector de velocidad se llama rapidez, y que es incorrecto decir que "la velocidad es de 60 km/h" sin especificar la dirección. Y de manera similar, es posible que también le hayan enseñado que la distancia es la magnitud del desplazamiento, y que es incorrecto usar la palabra "distancia" para un vector o "desplazamiento" para una cantidad escalar. (Por alguna razón, nadie nunca dice tales cosas acerca de la aceleración, la fuerza o el momento, que no tienen nombres separados para sus magnitudes).

Honestamente, en mi opinión, esas reglas del salón de clases son todas tonterías inventadas. En la práctica, rara vez existe una ambigüedad real al usar la misma palabra para un vector y su magnitud, ya que la magnitud es solo una parte del vector (y no hay forma de confundirlo con la otra parte del vector, es decir , el dirección). Es perfectamente significativo decir que su automóvil es un Toyota sin especificar también el modelo y el año exactos. Y es igual de significativo decir que la velocidad de su automóvil es de 60 km/h sin especificar la dirección.

Por supuesto, si prefiere apegarse a las reglas que aprendió en la escuela, puede decir que la velocidad de su automóvil es de 60 km/h y que se le entienda de la misma manera. Es aún más corto. Pero en la práctica, las personas con frecuencia tratan las palabras "velocidad" y "velocidad" como sinónimos, y eso no tiene nada de malo , al menos a menos que seas un profesor de física de secundaria.

El único contexto donde surge una posible ambigüedad es , de hecho, precisamente en el contexto de la física de la escuela secundaria, específicamente, en el punto del plan de estudios donde los vectores verdaderos aún no se han introducido como concepto, pero las magnitudes con signo se están utilizando como sustitutos de vectores unidimensionales.

En ese contexto específico, es importante diferenciar entre una velocidad (es decir, una magnitud sin signo) de 60 km/h en una dirección no especificada y una velocidad (es decir, una magnitud con signo) de ±60 km/h en la dirección positiva o negativa. dependiendo del signo. Si no lo hace, casi inevitablemente terminará con errores de signo que conducirán a resultados absurdos, como la velocidad relativa de dos autos que chocan de frente a 60 km/h cada uno supuestamente siendo 60 km/h − 60 km/h = 0 km/h, en lugar del correcto (+60 km/h) − (−60 km/h) = +120 km/h. (¿O son −120 km/h? Depende del coche que estés mirando y en qué dirección apunte tu eje positivo...)

Se podría argumentar que esto es lo suficientemente importante como para introducir distinciones de vocabulario específicas (y algo artificiales) como "velocidad" / "velocidad" y "distancia" / "desplazamiento" para ello, y de hecho es presumiblemente por eso que esas distinciones fueron inventadas y promulgadas en El primer lugar. (Y supongo que la razón por la que no existen pares de palabras similares para la aceleración, la fuerza y ​​el momento es que, en un plan de estudios de física tradicional de la escuela secundaria, esos conceptos solo se introducen después de pasar de las magnitudes firmadas a los vectores reales ).

Sin embargo, una vez más voy a discrepar respetuosamente. Pedagógicamente, gastar mucho esfuerzo en enseñar una distinción terminológica artificial que pronto se volverá innecesaria es simplemente un desperdicio. A la larga, la lección realmente importante que hay que enseñar es la diferencia entre los vectores y sus magnitudes como conceptos , no solo que (a veces) tienen nombres diferentes. Y, por supuesto, también la importancia de comprobar que los resultados de tus cálculos, ya sea dentro o fuera del aula, tengan sentido físico.

Es una cantidad vectorial, y casi siempre indicamos la dirección a menos que indiquemos específicamente la Magnitud de la velocidad . La dirección generalmente se indica con la ayuda del signo positivo/negativo (+/-). El signo positivo indica dirección hacia adelante y el signo negativo indica dirección hacia atrás. A veces, la dirección se escribe con la ayuda de un punto de referencia. (Un objeto se dirige hacia este lugar).
En el uso no técnico, la velocidad también se usa a menudo como sinónimo de velocidad.

Las cantidades vectoriales necesitan tanto la dirección como la magnitud para expresarse completamente. Cuando decimos 'un automóvil se mueve a una velocidad de 10 m/s' queremos decir que el automóvil (digamos el automóvil A) del que estamos hablando se mueve en una dirección específica (que desconocemos).
Ahora quizás se pregunte por qué hemos usado el término velocidad y no el término velocidad. En la mayoría de los casos, además del automóvil A, hay otro automóvil (por ejemplo, el automóvil B) que se mueve en la dirección opuesta a A con la misma velocidad
. velocidad de A. Ahora veamos cómo los términos de velocidad y velocidad nos dan datos diferentes:

Si tratamos todos los valores como velocidad, obtenemos:
Velocidad de A: 10 m/s
Velocidad de B: 10 m/s
Velocidad de C: 5 EM

Si tratamos todos los valores como velocidad, obtenemos
Velocidad de A: 10 m/s
Velocidad de B: -10 m/s
Velocidad de C: 5 m/s

Ahora, si solo recibimos la información de que la Velocidad de A es 10 m/s, la Velocidad de B es -10 m/s y la velocidad de C es 5 m/s, ahora puede asignar fácilmente la dirección a estos automóviles, ya que A y C van en la misma dirección y B va en la dirección opuesta, no importa si A y C se dirigen al noreste o al sureste. Oeste.
Y si está hablando de personas que dicen que la velocidad de un automóvil es de 10 m / s, entonces para ellos la velocidad es solo una alternativa genial a la velocidad.