Hoofd wetenschap

Vector natuurkunde

Vector natuurkunde
Vector natuurkunde

Video: Vectoren: wat is een vector? 2024, September

Video: Vectoren: wat is een vector? 2024, September
Anonim

Vector, in de natuurkunde, een grootheid die zowel grootte als richting heeft. Het wordt meestal weergegeven door een pijl waarvan de richting dezelfde is als die van de hoeveelheid en waarvan de lengte evenredig is met de grootte van de hoeveelheid. Hoewel een vector omvang en richting heeft, heeft deze geen positie. Dat wil zeggen, zolang de lengte niet wordt gewijzigd, wordt een vector niet gewijzigd als deze parallel aan zichzelf wordt verplaatst.

In tegenstelling tot vectoren worden gewone grootheden met een magnitude maar geen richting scalair genoemd. Verplaatsing, snelheid en versnelling zijn bijvoorbeeld vectorgrootheden, terwijl snelheid (de grootte van de snelheid), tijd en massa scalair zijn.

Om als vector te kwalificeren, moet een grootheid met grootte en richting ook aan bepaalde combinatieregels voldoen. Een daarvan is vectoroptelling, symbolisch geschreven als A + B = C (vectoren worden conventioneel geschreven als vetgedrukte letters). Geometrisch kan de vectorsom worden gevisualiseerd door de staart van vector B aan de kop van vector A te plaatsen en vector C te tekenen - beginnend bij de staart van A en eindigend bij de kop van B - zodat deze de driehoek voltooit. Als A, B en C vectoren zijn, moet het mogelijk zijn om dezelfde bewerking uit te voeren en hetzelfde resultaat (C) in omgekeerde volgorde te bereiken, B + A = C. Hoeveelheden zoals verplaatsing en snelheid hebben deze eigenschap (commutatieve wet), maar er zijn hoeveelheden (bijv. eindige rotaties in de ruimte) die dat niet zijn en daarom geen vectoren zijn.

De andere regels voor vectormanipulatie zijn aftrekken, vermenigvuldigen met een scalair, scalaire vermenigvuldiging (ook bekend als het puntproduct of binnenproduct), vectorvermenigvuldiging (ook bekend als het kruisproduct) en differentiatie. Er is geen bewerking die overeenkomt met delen door een vector. Zie vectoranalyse voor een beschrijving van al deze regels.

Hoewel vectoren wiskundig eenvoudig en uiterst nuttig zijn bij het bespreken van fysica, werden ze pas laat in de 19e eeuw in hun moderne vorm ontwikkeld, toen Josiah Willard Gibbs en Oliver Heaviside (respectievelijk uit de Verenigde Staten en Engeland) vectoranalyse toepasten om om te helpen bij het uitdrukken van de nieuwe wetten van elektromagnetisme, voorgesteld door James Clerk Maxwell.