Matematik, Fiziğin dilidir. Bununla çevremizdeki dünyayı nicel olarak tanımlayabiliriz. Mekanik için (enerji, kütle ve zaman), fikirleri sayısal olarak tasvir etmek için iki tür miktar kullanabiliriz. İki form, vektörler ve skalerler olarak bilinir.
Fizik dünyasındaki her fiziksel nicelik ya Skaler ya da Vektördür. Hem fizikte hem de matematikte skaler ve vektörel nicelikler kullanılır.
Skaler ve Vektör
Fizik ile uğraştığımızda, farklı türde ölçüm araçları vardır. Skaler ve vektör bu ölçüm araçlarından biridir.
Skaler veya Skaler büyüklükler sadece büyüklüğü olanlardır. Şimdi bu Skaler niceliği anlamak için önce büyüklük terimini anlamalısınız.
Büyüklük, herhangi bir nesnenin boyutunu, nesnenin hızını veya bir nesnenin ağırlığını ifade eder. Sayısal olarak yazabileceğiniz miktardır.
Bir vektör, hem büyüklüğü hem de yönü olan nicelikler için bir ölçüm aracıdır ve bir niceliğin hem büyüklüğü hem de yönü varsa, bunun bir vektör niceliği olduğunu söyleyebiliriz.
Vektör, 19. yüzyılın sonlarına kadar mevcut haliyle geliştirilmemiştir. İrlandalı fizikçi William Rowan Hamilton” Vector kavramını icat eden kişiydi.
Skaler ve Vektör Arasındaki Karşılaştırma Tablosu (Tablo Şeklinde)
| Karşılaştırma Parametresi | skaler | Vektör |
|---|---|---|
| Tanım | Skalerin sadece büyüklüğü var ama yönü yok | Vektörün hem büyüklüğü hem de yönü vardır |
| Sorun | Bunların yardımıyla sadece tek boyutlu problemler çözülebilir. Çok boyutlu problemler söz konusu olduğunda kullanışlı değil | Bu araç kullanılarak çok boyutlu problemler çözülebilir. |
| Değişiklik | Büyüklüğünü değiştirerek skaler nicelikte değişiklik yapabiliriz. | Vektör nicelikleri, büyüklük ve yön değişikliği ile değiştirilebilir. |
| Doğa | Burada basit toplama, çıkarma, çarpma ve bölme kuralları kullanılabilir. Skaler kalite başka bir skaler kaliteyi bölebilir | Vektör niceliklerinde toplama, çıkarma, çarpma ve bölme işlemlerini aritmetik kuralları kullanarak yapamayız. Bu nedenle bir vektör başka bir vektörü bölemez |
| Örnekler | Zaman, hız, kütle, Alan, Yoğunluk, İş vb. | Yer Değiştirme, Kuvvet, Hız, İvme, Momentum, vb. |
Skalar nedir?
Malzeme biliminde skaler veya skaler miktar fiziksel bir miktardır. Yöne herhangi bir bağımlılığı yoktur.
Tek boyutlu miktarları göstermek için skaler kullanılır.
Tamamen büyüklüğü ile tanımlanan fiziksel bir nicelik; skaler örnekleri arasında mesafe, yoğunluk, hız, enerji, kütle ve zamana skaler miktar denir.
Günlük hayatımızda en çok kullanılan skaler büyüklükler sıcaklık ve hızdır.
Mutfağımızda yemek hazırlamak veya çiftliğimizde mahsul yetiştirmek için sıcaklık çok önemli bir rol oynar ve sadece büyüklüğü olduğu için skaler bir miktardır.
Vektör nedir?
Şimdi, büyüklüğü ve yönü olan fiziksel nicelik olan Vektörün tanımını anlıyoruz. Bir ok ile gösterilir ve bu okun yönü miktarın yönü ile aynıdır.
Bir vektör, büyüklüğü 1 olduğunda birim vektör olarak bilinir ve bu birim vektör yönü tanımlamak için kullanılır.
Bir vektörün yönü ve büyüklüğü vardır, ancak bir konumu yoktur. Her vektör birimini hesaplamak için bir vektöre ihtiyacımız var, bu yüzden bu terimi anlamamız gerekiyor.
Vektör, günlük hayatımızda nesneleri ve bireyleri bulmak için kullanılmaktadır. Newton'un Birinci Yasası, İkinci Yasası ve Üçüncü Yasası, Vector kullanmadan anlamak bile mümkün değildir.
Basketbol, Kriket, Beyzbol Vektörü gibi sporlarda oyuncular tarafından kullanılır. Oyuncu topu atar veya bir yönde bir açıyla hedefi vurur.
Vector, mermilerde/yörüngede ve hatta bir roller coaster tasarlarken bile askeri kullanıma sahiptir.
Bir vektör bir açıyla döndürülürse değişecektir.
Bir vektör, büyüklüğü ve yönü nedeniyle tanımlanır. Yani, büyüklüğünde veya yönünde küçük bir değişiklik yapıyorsak, bir vektör değiştirilebilir. Dolayısıyla, bir topu bir açıyla döndürürsek yönü değişir ve vektörün değiştiğini söyleyebiliriz.
Bir vektörü iki boyutlu ve üç boyutlu uzayda tanımlayabiliriz. Vektörün bu özelliğinden dolayı çok boyutlu problemler bunu kullanarak çözülebilir.
Skaler ve Vektör Arasındaki Temel Farklar
Çözüm
Skaler ve Vektörün temellerini ve bu miktarların günlük hayatımızda nasıl kullanıldığını anlamak çok önemlidir.
Lisans öğrencileri için kitaplar, Skaler ve Vektör Miktarlarının doğası hakkında kısa bir açıklama verir ve birçok öğrenci için kısa açıklama çok fazla kafa karışıklığı yaratabilir.
Şimdi Skaler ve Vektör nicelikleri arasında ayrım yapabildik, ama aynı zamanda Vektör olarak kabul edilmeyen niceliklerin hem büyüklük hem de yöne sahip olabileceğini aklımızda tutmalıyız.
Örneğin, elektrik akımı ve basınç, büyüklüğü ve yönü olan ancak yine de Vektör olarak kabul edilmeyen bazı fiziksel niceliklerdir, çünkü bu nicelikler vektör toplama yasalarına uymazlar. Bu şekilde, elektrik akışı skaler bir miktardır.
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2006/03/004/meta
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/398877/
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/250686/
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2829861
