Якая велічыня з'яўляецца вектарнай, а якая скалярнай? Проста аб складаным

Палохалыя школьніка два словы - вектар і скаляр - на самай справе не з'яўляюцца страшнымі. Калі падысці да тэмы з цікавасцю, то ўсё можна зразумець. У дадзеным артыкуле разгледзім, якая велічыня з'яўляецца вектарнай, а якая скалярнай. Дакладней, прывядзем прыклады. Кожны вучань, напэўна, звяртаў увагу, што ў фізіцы некаторыя велічыні пазначаюцца не толькі сімвалам, але і стрэлкай зверху. Што азначаюць? Пра гэта будзе сказана ніжэй. Пастараемся разабрацца, чым адрозніваецца вектарная велічыня ад скалярнай.

Прыклады вектараў. Як яны абазначаюцца

Што маецца на ўвазе пад вектарам? Тое, што характарызуе рух. Не важна, у прасторы або на плоскасці. Якая велічыня з'яўляецца вектарнай наогул? Напрыклад, ляціць самалёт з пэўнай хуткасцю на нейкі вышыні, мае канкрэтную масу, пачаў рух з аэрапорта з патрэбным паскарэннем. Што адносіцца да руху самалёта? Што прымусіла яго ляцець? Вядома, паскарэнне, хуткасць. Вектарныя велічыні з курсу фізікі з'яўляюцца навочнымі прыкладамі. Кажучы прама, вектарная велічыня звязана з рухам, перамяшчэннем.

Вада таксама рухаецца з пэўнай хуткасцю з вышыні горы. Бачыце? Рух ажыццяўляецца за конт не аб'ёму або масы, а менавіта хуткасці. Тэнісіст дае магчымасць мячыку рухацца пры дапамозе ракеткі. Ён задае паскарэнне. Дарэчы сказаць, прыкладзеная ў дадзеным выпадку сіла таксама з'яўляецца вектарнай велічынёй. Таму што яна атрымліваецца з прычыны зададзеных хуткасцяў і паскарэнняў. Сіла здольная таксама мяняцца, ажыццяўляць канкрэтныя дзеянні. Вецер, які калыша лісце на дрэвах, таксама можна лічыць прыкладам. Бо маецца хуткасць.

Станоўчыя і адмоўныя велічыні

Вектарнай велічынёй называецца велічыня, якая мае кірунак у навакольным прасторы і модуль. Зноў з'явілася страхавітае слова, на гэты раз модуль. Уявіце, што трэба вырашыць задачку, дзе будзе фіксавацца адмоўнае значэнне паскарэння. У прыродзе адмоўных значэнняў, здавалася б, не існуе. Як хуткасць можа быць адмоўнай?

У вектара ёсць такое паняцце. Гэта тычыцца, напрыклад, сіл, якія прыкладзеныя да цела, але маюць розныя напрамкі. Ўспомніце трэці закон Ньютана, дзе дзеянне роўна процідзеянню. Хлопцы перацягваюць канат. Адна каманда ў сініх футболках, другая - у жоўтых. Другія аказваюцца мацнейшымі. Дапусцім, што вектар іх сілы накіраваны станоўча. У той жа час у першых не атрымліваецца нацягнуць канат, але спрабуюць. Узнікае процідзейная сіла.

Вектарная або скалярная велічыня?

Пагаворым пра тое, чым адрозніваецца вектарная велічыня ад скалярнай. Які параметр не мае ніякага напрамкі, але мае сваё значэнне? Пералічым некаторыя скалярныя велічыні ніжэй:

• час (секунда, хвіліна, дзень, год);
• маса (грам, кілаграм, тона);
• даўжыня, адлегласць (сантыметр, метр, кіламетр);
• плошчу і аб'ём (метр квадратны і кубічны);
• тэмпература (градус Цэльсія, Фарэнгейт);
• доза радыяцыі, выпраменьвання (бар, рэнтген);
• ўзровень шуму, вібрацыі (дэцыбел).

Ці маюць усе яны кірунак? Няма. Якая велічыня з'яўляецца вектарнай, а якая скалярнай, можна паказаць толькі навочнымі прыкладамі. У фізіцы ёсць такія паняцці не толькі ў раздзеле "Механіка, дынаміка і кінематыка", а гэтак жа ў параграфе "Электрычнасць і магнетызм". Сіла Лорэнца, індукцыя, магнітнае поле - усё гэта так жа вектарныя велічыні.

Вектар і скаляр ў формулах

У падручніках па фізіцы часта сустракаюцца формулы, у якіх ёсць стрэлачка зверху. Ўспомніце другі закон Ньютана. Сіла ( "F" са стрэлачкамі зверху) роўная твору масы ( "m") і паскарэння ( "a" са стрэлачкамі зверху). Як гаварылася вышэй, сіла і паскарэнне з'яўляюцца велічынямі вектарнымі, а вось маса - скалярнай.

На жаль, не ва ўсіх выданнях ёсць абазначэнне гэтых велічынь. Напэўна, зроблена гэта для спрашчэння, каб школьнікаў не ўводзіць у зман. Лепш за ўсё купляць тыя кнігі і даведнікі, у якіх пазначаны вектары ў формулах.

Тое, якая велічыня з'яўляецца вектарнай, пакажа ілюстрацыя. Рэкамендуецца звяртаць увагу на малюнкі і схемы на ўроках фізікі. Вектарныя велічыні маюць кірунак. Куды накіравана сіла цяжару? Вядома ж, уніз. Значыць, стрэлачка будзе паказаная ў тым жа кірунку.

У тэхнічных ВНУ вывучаюць фізіку паглыблена. У рамках многіх дысцыплін выкладчыкі распавядаюць пра тое, якія велічыні з'яўляюцца скалярнага і вектарнымі. Такія веды патрабуюцца ў сферах: будаўніцтва, транспарт, натуральныя навукі.