Magnitudo scalare in cosa consiste, caratteristiche ed esempi

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Charles McCarthy
Magnitudo scalare in cosa consiste, caratteristiche ed esempi

UN magnitudine scalare È una grandezza numerica la cui determinazione richiede solo la conoscenza del suo valore rispetto a una certa unità di misura del suo stesso tipo. Alcuni esempi di quantità scalari sono la distanza, il tempo, la massa, l'energia e la carica elettrica..

Le quantità scalari sono generalmente rappresentate da una lettera o dal simbolo del valore assoluto, ad esempio PER o ǀPERǀ. La grandezza di un vettore è una grandezza scalare e può essere ottenuta matematicamente con metodi algebrici..

Allo stesso modo, le grandezze scalari sono rappresentate graficamente con una linea retta di una certa lunghezza, senza una direzione specifica, relativa a un fattore di scala..

Indice articolo

  • 1 Cos'è una grandezza scalare?
  • 2 Caratteristiche di una quantità scalare
    • 2.1 Prodotto scalare
    • 2.2 Campo scalare
  • 3 Esempi di quantità scalari
    • 3.1 Temperatura
    • 3.2 Lunghezza
    • 3.3 Ora
    • 3.4 Pressione
    • 3.5 Energia
    • 3.6 Messa
    • 3.7 Volume
    • 3.8 Velocità
    • 3.9 Carica elettrica
    • 3.10 Energia
    • 3.11 Potenziale elettrico
    • 3.12 Densità
    • 3.13 Intensità della luce
    • 3.14 Quantità di sostanza
    • 3.15 Frequenza
  • 4 Riferimenti

Cos'è una grandezza scalare?

In Fisica, una quantità scalare è una quantità fisica rappresentata da un valore numerico fisso e un'unità di misura standard, che non dipende dal sistema di riferimento. Le quantità fisiche sono valori matematici relativi alle proprietà fisiche misurabili di un oggetto o sistema fisico..

Ad esempio, se si vuole ottenere la velocità di un veicolo, in km / h, è sufficiente dividere la distanza percorsa per il tempo trascorso. Entrambe le quantità sono valori numerici accompagnati da un'unità, quindi la velocità è una quantità fisica scalare. Una quantità fisica scalare è il valore numerico di una proprietà fisica misurabile senza uno specifico orientamento o senso..

Non tutte le quantità fisiche sono quantità scalari, alcune sono espresse tramite un vettore che ha un valore numerico, direzione e senso. Ad esempio, se vuoi ottenere la velocità del veicolo, devi determinare gli spostamenti effettuati durante il tempo trascorso.

Questi movimenti sono caratterizzati dall'avere un valore numerico, una direzione e un senso specifico. Di conseguenza, la velocità del veicolo è una quantità fisica vettoriale così come lo spostamento.

Caratteristiche di una quantità scalare

-Descritto con un valore numerico.

-Le operazioni con quantità scalari sono governate da metodi algebrici di base come addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione..

-La variazione di una quantità scalare dipende solo dalla variazione del suo valore numerico.

-È rappresentato graficamente con un segmento che ha un valore specifico associato a una scala di misurazione.

-Il campo scalare consente di determinare il valore numerico di una quantità fisica scalare in ogni punto dello spazio fisico.

Prodotto scalare

Il prodotto scalare è il prodotto di due quantità vettoriali moltiplicate per il coseno dell'angolo θ che si formano tra loro. Quando viene calcolato il prodotto scalare di due vettori, il risultato che si ottiene è una quantità scalare.

Il prodotto scalare di due quantità vettoriali per Y b è:

a.b = ǀaǀǀbǀ.cosθ = ab.cos θ

per= è il valore assoluto del vettore per

b= valore assoluto del vettore b

Prodotto di due vettori. Di Svjo (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Scalar-dot-product-1.png)

Campo scalare

Un campo scalare è definito associando una grandezza scalare in ogni punto nello spazio o nella regione. In altre parole, il campo scalare è una funzione che mostra una posizione per ogni quantità scalare all'interno dello spazio.

Alcuni esempi di campo scalare sono: la temperatura in ogni punto della superficie terrestre in un istante di tempo, la mappa topografica, il campo di pressione di un gas, la densità di carica e il potenziale elettrico. Quando il campo scalare non dipende dal tempo si chiama campo stazionario

Quando si rappresenta graficamente l'insieme di punti del campo che hanno la stessa grandezza scalare si formano superfici equipotenziali. Ad esempio, le superfici equipotenziali delle cariche elettriche puntuali sono superfici sferiche concentriche centrate sulla carica. Quando una carica elettrica si muove intorno alla superficie, il potenziale elettrico è costante in ogni punto della superficie.

Campo scalare di misure di pressione. [di Lucas V. Barbosa (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Scalar_field.png)]

Esempi di quantità scalari

Ecco alcuni esempi di quantità scalari che sono proprietà fisiche della natura.

Temperatura

È l'energia cinetica media delle particelle in un oggetto. Viene misurato con un termometro ei valori ottenuti nella misurazione sono quantità scalari associate a quanto è caldo o freddo un oggetto..

Lunghezza

La lunghezza è costituita dalla dimensione di un oggetto considerando la sua estensione in linea retta. L'unità di misura utilizzata nel Sistema internazionale di unità (SIU) è il metro ed è indicata dalla lettera m.

Tempo metereologico

Uno degli usi più comuni è quello del tempo. Può essere misurato in secondi, minuti e ore. È una grandezza che viene utilizzata per misurare l'intervallo in cui si verificano gli eventi.

Ad esempio, la durata di una partita di calcio è di 90 minuti.

Pressione

La pressione è una quantità fisica scalare che misura la forza in una direzione perpendicolare per unità di area. L'unità di misura utilizzata è il Pascal ed è indicata dalla sillaba Pa o semplicemente dalla lettera P.

Un esempio è la pressione ambiente, che è il peso che la massa d'aria nell'atmosfera esercita sulle cose..

Energia

L'energia è definita come la capacità della materia di agire chimicamente o fisicamente. L'unità di misura utilizzata è joule ed è indicata dalla lettera J.

Massa

Per ottenere la massa di un corpo o di un oggetto, è necessario contare quante particelle, atomi, molecole ha o misurare la quantità di materiale costituito dall'oggetto. Un valore di massa può essere ottenuto pesando l'oggetto con una bilancia e non è necessario impostare l'orientamento del corpo per misurarne la massa..

Volume

È associato allo spazio tridimensionale che occupa un corpo o una sostanza. Può essere misurato in litri, millilitri, centimetri cubi, decimetri cubi tra le altre unità ed è una quantità scalare.

Velocità

La misura della velocità di un oggetto in chilometri orari è una grandezza scalare, è necessario solo stabilire il valore numerico del percorso dell'oggetto in funzione del tempo trascorso.

Carica elettrica

I protoni e neutroni delle particelle subatomiche hanno una carica elettrica che si manifesta con la forza elettrica di attrazione e repulsione. Gli atomi nel loro stato neutro hanno carica elettrica zero, cioè hanno lo stesso valore numerico dei protoni dei neutroni.

Energia

L'energia è una misura che caratterizza la capacità di un corpo di svolgere un lavoro. Dal primo principio della termodinamica si stabilisce che l'energia nell'universo rimane costante, non viene creata o distrutta, viene solo trasformata in altre forme di energia.

Potenziale elettrico

Il potenziale elettrico in qualsiasi punto dello spazio è l'energia potenziale elettrica per unità di carica, è rappresentata da superfici equipotenziali. L'energia potenziale e la carica elettrica sono quantità scalari, quindi il potenziale elettrico è una quantità scalare e dipende dal valore della carica e del campo elettrico..

Densità

È la misura della quantità di massa di un corpo, particelle o sostanze in un determinato spazio ed è espressa in unità di massa per unità di volume. Il valore numerico della densità si ottiene, matematicamente, dividendo la massa per il volume.

Intensità luminosa

L'intensità luminosa è il flusso luminoso in una certa direzione, irradiato da un'unità angolare solida. L'unità di misura è la candela, indicata dalla forma cd.

Più comunemente, l'intensità della luce è quella che viene chiamata luminosità. Questo è presente in oggetti come una lampadina, un telefono o qualsiasi oggetto che emetta luce.

Ammontare della sostanza

L'unità di misura utilizzata per misurare la quantità di sostanza è la talpa. Questa è una quantità scalare molto importante nel campo della chimica..

Una talpa contiene il numero di particelle di Avogadro e la sua massa è la sua massa atomica o molecolare espressa in grammi.

Frequenza

La frequenza è il numero di volte o ripetizioni di un fenomeno o evento periodico, effettuato in una data unità di tempo. L'unità di misura utilizzata per questa quantità scalare è hertz o hertz ed è indicata dalle lettere Hz.

Ad esempio, un giovane può sentire suoni compresi tra 20 Hz e 20.000 Hz. Quando il suono non rientra in quella banda, le persone non possono percepirlo..

Riferimenti

  1. Spiegel, M R, Lipschutz, S e Spellman, D. Analisi vettoriale. s.l. : Mc Graw Hill, 2009.
  2. Muvdi, B B, Al-Khafaji, A W e Mc Nabb, J W. Statica per ingegneri. VA: Springer, 1996.
  3. Marchio, L. Analisi vettoriale. New York: Dover Publications, 2006.
  4. Griffiths, D J. Introduzione all'elettrodinamica. New Jersey: Prentice Hall, 1999. pp. 1-10.
  5. Tallack, J C. Introduzione all'analisi vettoriale. Cambridge: Cambridge University Press, 2009.

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