Векторные величины повсеместно используются в физике. Скорость, перемещение, ускорение, силы, напряженность, — всё это векторные величины.
Что такое векторы и чем они отличаются от обычных чисел, которые, кстати, называются скалярными величинами?
Если говорить математически, то скалярная величина — это число и на координатной плоскости оно задает одну точку, пара координат. А вектор имеет начало и конец: две точки, две пары координат.
В физике векторы используются для определения физических величин, — они имеют и числовое значение, и направление. То есть, если машина движется со скоростью 100 км/ч, нужно еще обозначить, куда она движется. Разумеется, это важно. То же самое касается силы. Очень большая разница: тянуть ручку двери на себя или толкать от себя.
Операции с векторными величинами
Хорошо, что такое векторные величины разобрались, но как теперь с ними работать: как складывать, умножать, делить? Сложение векторов обычно проходят в математике. Есть два способа сложения векторов: по правилу треугольника и по правилу параллелограмма — в физике он используется чаще.
С векторами и операциями над ними разобрались, но это не очень удобно, гораздо удобнее складывать и вычитать числа. Поэтому вместо векторов, в физике работают с проекциями. Проекция вектора, по сути, его тень, которую он отбрасывает на координатную ось. Такая ось будет называться осью проекции.
Если направление проекции вектора на ось совпадает с направлением оси, то её значение будет положительным, если направлено противоположно ― отрицательным.
Для решения задач нам часто необходимо выразить проекцию вектора через его длину и угол наклона.
Рассмотрим пример задачи с проекцией вектора на оси.
Задача
Брусок массой m=5 кг тянут с силой F=10 Н под углом 60 градусов к горизонту. Найти ускорение бруска.
Теперь можно записать второй закон Ньютона, чтобы найти ускорение бруска. Ускорение бруска будет направлено горизонтально, потому что он не отрывается от поверхности, следовательно, ускорение будет направлено по оси OX.
Получить бесплатный урок по любому предмету
#егэ #егэпофизике #физика