Hvad er vektorfysik?
En vektor er en visuel repræsentation af en fysisk mængde, der har både størrelse og retning. Vektorfysik er studiet af de forskellige kræfter, der virker for at ændre retningen og hastigheden af et legeme i bevægelse. De matematiske værktøjer til vektoranalyse tilvejebringer et nyttigt middel til at observere samspillet mellem naturlige kræfter i det fysiske univers og forudsige hvilken indvirkning disse kræfter vil have på materien i bevægelse.
Vektorer symboliseres med pile med forskellige længder. Den relative længde af hver pil repræsenterer dens størrelse, som kan være hastighed eller enhver anden kraft, der er i stand til at måle. Hver pil har en bestemt retning, der er angivet på et kartesisk plan ved hjælp af de geografiske akser i nord, syd, øst og vest. Halen til hver vektor starter fra de kartesiske koordinater på (0,0), og positionen for hovedet eller pilen angiver deres respektive retning.
Værktøjerne til vektoranalyse tilvejebringer et middel til at forudsige de resulterende ændringer i både størrelsen og retningen af et legeme påvirket af eksterne kræfter. For eksempel vil et plan, der kører mod nord med en hastighed på 100 mph (160,93 kph) i sidste ende gennemgå en ændring i både hastighed og retning, hvis det støder på en 25 mph (40,23 kph) vind fra vest. Den resulterende retning og hastighed af planet kan beregnes ved hjælp af vektorer tegnet efter skala.
Vektoranalyse og opløsning er ofte afbildet på et XY-akseskema, så hver vektor let kan tildeles en retning og tildeles en passende størrelse. Vektoranalyse udføres for at bestemme den resulterende eller nettoeffekt på en krop fra en eller flere kræfter, der virker for at ændre dens bevægelse og retning. Opløsning af vektorfysikproblemer kan beregnes ved hjælp af forskellige metoder.
Enkel vektorfysikproblemer kan løses ved at konstruere et parallelogram fra hvert af de to forskellige linjesegmenter, der er afbildet på et kartesisk plan. Tilsvarende stiplede linier, der replikeres fra hver af de separate vektorer, tilføjes, og en linje tegnes i den modsatte ende af det konstruerede parallelogram. Den tegne linje symboliserer den resulterende retning og styrke af kroppen, hvorpå de andre kræfter har handlet for at ændre dens retning og hastighed.
Vektorfysik beskæftiger sig med forholdet mellem kræfter, der virker på hinanden, uanset om de er store organer i bevægelse eller partikler, der interagerer med hinanden på det subatomære niveau. Opløsning af mere komplekse vektorproblemer kan løses ved hjælp af algebraiske eller trigonometriske matematiske ligninger, der beregner tilsætningen eller produktet af de forskellige vektorer. En af de tidligste anvendelser af vektoranalyse var dens anvendelse til nøjagtigt at beskrive forholdet mellem udstrålende elektriske og magnetiske kræfter, en central komponent i teorien om elektromagnetisme, der først blev opdaget af den skotske fysiker James Maxwell Clerk i det 19. århundrede.