Profesorul meu a spus că magnitudinea este valoarea pozitivă a acelei cantități sau modulul acelei cantități.
a mai spus că mărimile vectoriale au atât magnitudine cât și direcție, iar mărimile scalare au doar magnitudini și, prin urmare, sunt întotdeauna pozitive.
Cu toate acestea, energia potențială gravitațională este întotdeauna negativă, cu excepția faptului că este 0 (la infinit)
Dar potențialul gravitațional energia este, de asemenea, o cantitate scalară.
Deci, există o magnitudine negativă?
Ce am crezut despre asta a fost că „magnitudinea ei este negativă.
Să” să luăm un exemplu de orice mărime vectorială, să spunem viteza.
Dacă un corp se mișcă cu viteza de -5m / s, înseamnă că se mișcă cu o viteză de 5m / s în direcția opusă direcția pozitivă. Și aici, corpul acoperă 5 metri în fiecare secundă, deși viteza este de -5m / s.
Dar dacă un corp are energie potențială -40J, nu înseamnă că are energie potențială reală 40J, dar este în direcție opusă, prin urmare magnitudinea ar trebui să fie negativă
Vă rog să-mi spuneți că magnitudinea va fi pozitivă sau negativă?
Comentarii
- Mărimile sunt definite ca fiind negative. Deci nu.
- Chiar dacă unele forme de energie au o direcție, energia nu este un vector. Iată o postare cu mai multe informații despre ce vectorul este pentru un fizician. physics.stackexchange.com/q/372380/37364
Răspuns
Aceasta este o concepție greșită foarte frecventă în rândul studenților la fizică, așa că permiteți-mi să văd dacă pot oferi câteva exemple care vor face distincția mai clară.
VECTORII sunt cantități care au o magnitudine și o direcție. magnitudinea vitezei este viteza, care este întotdeauna pozitivă.
- Exemple : După cum ați subliniat, unul dintre cele mai simple exemple de mărime vectorială este viteza. Alte exemple bune sunt forțele și momenta.
- Pentru un vector $ \ vec {v} $ , mărimea vectorului, $ | \ vec {v} | $ este lungimea vectorului. Această cantitate este întotdeauna pozitivă! Magnitudinea vitezei, de exemplu, este viteza, care este întotdeauna pozitivă. (Dacă o mașină călătorește 95 mph, un pistol radar ar înregistra viteza unei mașini la 95 mph, indiferent dacă mașina mergea înapoi, înainte sau lateral). În mod similar, magnitudinea unei forțe este întotdeauna un număr pozitiv, chiar dacă forța indică în jos. Dacă aveți $ 7 $ N forțe îndreptate în sus, în jos, la stânga și la dreapta, amploarea acestor forțe este doar 7 $ $ N. Încă o dată, mărimea unui vector este lungimea sa, care este întotdeauna pozitivă.
SCALARS , pe de altă parte, funcționează complet diferit. Cantitățile scalare au o valoare numerică și un semn.
-
Exemple : Temperatura este un exemplu simplu. Altele includ timpul, energia, vârsta și înălțimea.
-
Pentru un scalar $ s $ , valoarea absolută a scalarul, $ | s | $ este pur și simplu aceeași valoare numerică ca înainte, cu semnul negativ (dacă a existat) tăiat. Nu vorbim (sau cel puțin nu ar trebui să „vorbim!) despre„ magnitudinea ”unui scalar! Conceptual, recomand să ne gândim la valoarea absolută a unui scalar și la magnitudinea unui vector ca lucruri complet diferite. Dacă este $ – 3 ° F $ în exterior, nu are sens să vorbim despre magnitudinea temperaturii. Totuși, puteți calcula valoarea absolută a temperaturii să fie $ 3 ° F $ .
-
Rețineți că unele cantități scalare nu au sens ca numere negative: vârsta unei persoane este o cantitate scalară, iar noi nu vorbim cu adevărat despre vârsta negativă. Un alt exemplu sunt temperaturile măsurate pe scara kelvin.
Deci, pentru a răspunde la întrebarea dvs., energia este un scalar, deci nu are o magnitudine. Dacă un corp are -40J de energie potențială, atunci pur și simplu are 40J mai puțin decât punctul tău arbitrar 0. Nu are sens să vorbim despre magnitudinea acestei cantități scalare. Vă rog să-mi spuneți dacă acest lucru v-a ajutat sau a afectat înțelegerea!
Comentarii
- Dar vă rugăm să spuneți care este semnificația amplorii, de ce folosim termenul de magnitudine ??
- Cuvântul " magnitude " în engleză înseamnă doar " dimensiunea " a ceva. Acesta este un caz rar în fizică, unde definițiile în engleză și fizică sunt aproape la fel.Magnitudinea unui vector este doar " dimensiunea " (sau mai bine, lungimea ) a unui vector. Deci, folosim termenul de magnitudine pentru a indica faptul că ne referim la lungimea dar nu la direcția a ceva.
- @Bunji Dar punând semn pe un scalar precum energia potențială nu este ' o direcție implicită?
Răspuns
Cantități scalare poate fi negativ. În loc să spunem că „cantitățile scalare au numai magnitudini”, o descriere mai bună ar putea fi că o cantitate scalară poate fi descrisă folosind doar un număr pe punct în spațiu. Acest număr poate fi pozitiv sau negativ.
În schimb, o cantitate vectorială nu poate fi descrisă folosind doar un număr pe punct în spațiu. În spațiul 3-d, avem nevoie de 3 numere pe punct în spațiu pentru a descrie o mărime vectorială.
Cuvântul „magnitudine”, indiferent dacă este aplicat unui scalar sau unui vector sau altceva, se referă în mod normal la un număr non-negativ . Uneori este folosit pentru a se referi la valoarea absolută a unui scalar și, uneori, pentru a se referi la norma (de exemplu, lungimea) unui vector.
În rezumat, acesta este modul în care sunt utilizate în mod obișnuit cuvintele:
-
Scalar se referă de obicei la un element unic al unui câmp numeric (sau un singur element per punct din spațiu), cum ar fi un număr real (care poate fi pozitiv sau negativ) sau chiar un număr complex (acesta este comună în contextul fizicii cuantice).
-
Magnitudine se referă la un număr real non-negativ .
Adevăratul vinovat aici este afirmațiile de genul „un vector are atât magnitudine cât și direcție, dar un scalar are doar magnitudine. ” Ultima parte a afirmației fie (1) impune o restricție neconvențională cu privire la utilizarea cuvântului „scalar”, fie (2) exercită libertate neconvențională în utilizarea cuvântului „magnitudine”.