У процесі вивчення фізики ми зустрічаємо два типи величин:
- скалярні;
- векторні.
Визначення скалярної величини
Скалярна величина, або скаляр – це фізична величина, для задання якої (в підходящих одиницях виміру) достатньо одного числа.
Скалярів дуже багато у фізиці:
- маса тіла дорівнює 3 кг.;
- температура повітря дорівнює -10 °С;
- напруга в мережі дорівнює 220 В тощо
У всіх цих випадках величина, яка нас цікавить, задається одним-єдиним числом. Отже, маса, температура і електрична напруга є скалярами.
Але скаляр у фізиці – це не просто число. Скаляр є число, забезпечене різномірністю.
Так, задаючи масу, ми не можемо написати m = 3; треба вказати одиницю виміру – наприклад, m = 3 кг. І якщо в математиці ми можемо скласти числа 3 і 220, то у фізиці скласти 3 кілограми і 220 вольт не вийде: ми маємо право складати лише ті скаляри, які володіють однаковою розмірністю (масу з масою, напруга з напругою і т. д.).
Визначення векторної величини
Векторна величина, або вектор – це фізична величина, яка характеризується:
- ненегативним скаляром;
- напрямом в просторі.
При цьому скаляр називається модулем вектора, або його абсолютною величиною.
Припустимо, що автомобіль рухається зі швидкістю 60 км/год. Але ж це неповна інформація про рух, чи не так? Може виявитися важливим і те, куди їде автомобіль, в якому саме напрямку. Тому важливо знати не тільки модуль (абсолютну величину) швидкості автомобіля – в даному випадку це 60 км/год – але і його напрямок в просторі.
Значить, швидкість є вектором.
Інший приклад. Припустимо, на підлозі лежить цегла масою 1 кг. На цеглу діє сила 100 Н (це модуль сили, або її абсолютна величина). Як буде рухатися цегла? Питання містить сенс доти, поки не вказано напрямок дії сили.
Якщо сила діє вгору, то і цегла буде рухатися вгору. Якщо сила діє горизонтально, то і цегла поїде горизонтально. А якщо сила діє вертикально вниз, то цегла взагалі не зрушить з місця – вона буде тільки втискатися в підлогу.
Ми бачимо, таким чином, що сила також є вектором.
Векторна величина у фізиці також володіє розмірністю.
Розмірність вектора – це розмірність його модуля.