Почему это не объясняют на уроках физики?

Привет. Данная статья будет интересна тем, кто сдаёт ОГЭ или ЕГЭ по физике, студентам технических вузов, а также тем, кто просто интересуется физикой и хочет лучше понимать, как устроен наш мир.

Сегодня я хочу рассказать о ТОП-4 вещах, о которых не рассказывают в школе, но благодаря которым понимать многие законы физики станет намного легче! И так, поехали:
⠀
1) Векторное произведение. Да-да, вектора можно не только складывать, но и умножать. Чтобы показать, что перед вами векторное произведение, физики и математики ограждают умножаемые вектора квадратными скобками:

Векторное произведение двух векторов.

Умножив два вектора друг на друга векторно, мы получим третий вектор, который направлен под углом 90 градусов к умножаемым векторам (именно в этот моменте и появляется правило левой руки в физике!). Этим векторным произведением (а точнее, его модулем) можно объяснить появление синуса во многих физических формулах (сила Лоренца, сила Ампера, момент силы). Благодаря векторному произведению можно найти не только направление получившегося вектора, но и его модуль (численное значение). Для этого нужно найти модуль векторного произведения:

Модуль векторного произведения.

Ниже представлены некоторые формулы векторного произведения из курса физики:

Первое выражение в каждой строке - определение силы Лоренца, силы Ампера и момента силы как вектора, далее - их модули (численное значение).

2) Нормаль к поверхности. Нормаль к поверхности – это перпендикуляр (вектор) к поверхности или плоскости. Замечательнейший геометрический инструмент, о котором так мало говорят. Нормаль просто жизненно необходима для того, чтобы описывать взаимодействие векторов (которых в физике очень много) с поверхностями/плоскостями.

Множество нормалей, проведённых к сложной кривой поверхности, разделённой на участки таким образом, чтобы каждая нормаль была перпендикулярна к своему участку, от которого она проведена. Источник изображения: https://www.wikiwand.com/ru

3) Скалярное произведение векторов. Очередная крутая штука, благодаря которой можно найти значения магнитного потока и работы любой силы в два счёта. Чтобы показать, что перед вами скалярное произведение, физики и математики ограждают умножаемые вектора круглыми скобками:

Скалярное произведение векторов.

Так, к примеру, работа в физике определяется именно с помощью скалярного произведения:

Определение работы в физике через скалярное произведение силы и перемещения.

4) Поток вектора. Простыми словами, поток вектора через произвольную замкнутую поверхность – число линий данного вектора, пронизывающих данную поверхность, ограниченную контуром. Для определения потока нужно знать, что такое нормаль.

Поток вектора определяется как произведение модуля вектора, поток которого ищется, на площадь поверхности, через которую этот поток ищется, и на косинус угла между направлением этого вектора и нормалью к этой поверхности.

Определение потока вектора B через поверхность площадью S.

Здесь Ф - магнитный поток, B - модуль индукции магнитного поля, S - площадь поверхности, n - вектор нормали.

Поток вектора магнитной индукции B через поверхность S, ограниченную замкнутым контуром. Угол альфа - угол между вектором магнитной индукции магнитного поля и нормалью к поверхности.

В физике чаще всего поток вектора используется, когда дело касается магнетизма. Дело всё в том, что если поток вектора магнитной индукции B через поверхность, ограниченную проводящим контуром, меняется, то в этом проводящем контуре возникает индукционный ток. Этот процесс носит название электромагнитной индукции. Но об этом поговорим уже в отдельной статье.