Vad är vektorfysik?
En vektor är en visuell representation av en fysisk kvantitet som har både storlek och riktning. Vektorfysik är studiet av de olika krafterna som verkar för att ändra riktning och hastighet för en kropp i rörelse. De matematiska verktygen för vektoranalys ger ett användbart sätt att observera samspelet mellan naturkrafter i det fysiska universum och förutsäga vilken inverkan dessa krafter kommer att få på materien i rörelse.
Vektorer symboliseras med pilar med olika längder. Den relativa längden på varje pil representerar dess storlek, som kan vara hastighet eller någon annan kraft som kan mätas. Varje pil har en viss riktning som anges på ett kartesiskt plan med hjälp av de geografiska axlarna i norr, söder, öst och väst. Svans på varje vektor startar från de kartesiska koordinaterna på (0,0) och positionen för huvudet eller pilen anger dess respektive riktning.
Verktygen för vektoranalys ger ett medel för att förutsäga de resulterande förändringarna i både storleken och riktningen för en kropp påverkad av yttre krafter. Till exempel kommer ett plan som går mot norr med en hastighet av 100 mph (160,93 kph) slutligen genomgå en förändring i både hastighet och riktning om det möter en 25 mph (40,23 kph) vind från väst. Den resulterande riktningen och hastigheten för planet kan beräknas med hjälp av vektorer ritade på skala.
Vektoranalys och upplösning plottas vanligtvis på ett XY-axeldiagram, så att varje vektor lätt kan få en riktning och tilldelas en lämplig storlek. Vektoranalys utförs för att bestämma den resulterande eller nettoeffekten på en kropp från en eller flera krafter som verkar för att ändra dess rörelse och riktning. Upplösning av vektorfysikproblem kan beräknas med olika metoder.
Enkla vektorfysikproblem kan lösas genom att konstruera ett parallellogram från var och en av de två distinkta linjesegmenten ritade på ett kartesiskt plan. Liknande prickade linjer som replikeras från var och en av de separata vektorerna läggs till och en linje dras i motsatt ände av det konstruerade parallellogrammet. Den ritade linjen symboliserar den resulterande riktningen och storleken på kroppen på vilken de andra krafterna har agerat för att ändra dess riktning och hastighet.
Vektorfysiken handlar om förhållandet mellan krafter som verkar på varandra oavsett om de är stora kroppar i rörelse eller partiklar som interagerar med varandra på den subatomära nivån. Upplösning av mer komplexa vektorproblem kan lösas genom att använda algebraiska eller trigonometriska matematiska ekvationer som beräknar tillsatsen eller produkten av de olika vektorerna. En av de tidigaste användningarna av vektoranalys var dess användning för att exakt beskriva förhållandet mellan utströmmande elektriska och magnetiska krafter, en central komponent i teorin om elektromagnetism, som först upptäcktes av den skotska fysikern James Maxwell Clerk på 1800-talet.