ベクトル物理学とは何ですか？

ベクトルは、大きさと方向の両方を持つ物理量の視覚的表現です。 ベクトル物理学は、動いている物体の方向と速度を変えるように作用するさまざまな力の研究です。 ベクトル解析の数学的ツールは、物理的な宇宙における自然の力の相互作用を観察し、これらの力が運動中の物質に与える影響を予測するための有用な手段を提供します。

ベクトルは、さまざまな長さの矢印で表されます。 各矢印の相対的な長さは、その大きさを表します。これは、速度または測定可能なその他の力です。 各矢印には特定の方向があり、北、南、東、および西の地理軸を使用してデカルト平面上で示されます。 各ベクトルの尾部は（0,0）のデカルト座標から始まり、頭または矢印の位置はそれぞれの方向を示します。

ベクトル解析のツールは、外力の影響を受ける身体の大きさと方向の両方の結果的な変化を予測する手段を提供します。 たとえば、100 mph（160.93 kph）の速度で北に向かう飛行機は、西から25 mph（40.23 kph）の風に遭遇すると、最終的に速度と方向の両方で変化します。 平面の結果の方向と速度は、縮尺どおりに描かれたベクトルを使用して計算できます。

一般に、ベクトル分析と解像度はXY軸チャートにプロットされるため、各ベクトルに簡単に方向を合わせて適切な大きさを割り当てることができます。 ベクトル解析は、その動きと方向を変更するように作用する1つ以上の力から得られる結果、または身体への正味の効果を決定するために行われます。 ベクトル物理問題の解像度は、さまざまな方法を使用して計算できます。

単純なベクトル物理学の問題は、デカルト平面にプロットされた2つの異なる線分それぞれから平行四辺形を作成することで解決できます。 個別のベクトルのそれぞれから複製された同様の点線が追加され、構築された平行四辺形の反対側に線が引かれます。 描かれた線は、その方向と速度を変更するために他の力が作用した身体の合成方向と大きさを象徴しています。

ベクトル物理学は、それらが運動している大きな物体であろうと、素原子レベルで相互作用する粒子であろうと、互いに作用する力の関係に関係しています。 より複雑なベクトルの問題の解決は、さまざまなベクトルの加算または積を計算する代数または三角関数の数学方程式を使用して解決できます。 ベクトル解析の最も初期のアプリケーションの1つは、19世紀にスコットランドの物理学者James Maxwell Clerkによって最初に発見された、電磁気学の理論の中心的な要素である電気力と磁力の関係を正確に記述するための使用でした。