Što je vektorska fizika?

Vektor je vizualni prikaz fizičke veličine koja ima i veličinu i smjer. Vektorska fizika je proučavanje različitih sila koje djeluju na promjenu smjera i brzine tijela u kretanju. Matematički alati vektorske analize pružaju korisno sredstvo za promatranje međudjelovanja prirodnih sila u fizičkom svemiru i predviđanje utjecaja koje će te sile imati na materiju u kretanju.

Vektori su simbolizirani strelicama različitih duljina. Relativna duljina svake strelice predstavlja njezinu veličinu, koja može biti brzina ili bilo koja druga sila koju je moguće izmjeriti. Svaka strelica ima određeni smjer, koji je označen na kartezijanskoj ravnini koristeći zemljopisne osi sjever, jug, istok i zapad. Rep svakog vektora počinje od kartezijanskih koordinata od (0,0), a položaj glave ili strelice označava njegov odgovarajući smjer.

Alati vektorske analize pružaju način na koji se predviđaju rezultirajuće promjene u veličini i smjeru tijela na koje utječu vanjske sile. Na primjer, zrakoplov koji ide prema sjeveru brzinom od 100 mph (160.93 km/h) u konačnici će doživjeti promjenu i brzine i smjera ako naiđe na vjetar od 25 mph (40.23 km/h) sa zapada. Rezultirajući smjer i brzina ravnine mogu se izračunati korištenjem vektora nacrtanih u mjerilu.

Vektorska analiza i rezolucija obično se iscrtavaju na grafikonu osi XY tako da se svakom vektoru može lako odrediti smjer i dodijeliti odgovarajuća veličina. Vektorska analiza provodi se kako bi se odredio rezultantni, ili neto učinak na tijelo od jedne ili više sila koje djeluju na promjenu njegovog gibanja i smjera. Rješavanje problema vektorske fizike može se izračunati korištenjem različitih metoda.

Jednostavni problemi vektorske fizike mogu se riješiti konstruiranjem paralelograma iz svakog od dva različita segmenta ucrtanih na kartezijskoj ravnini. Dodaju se slične točkaste linije replicirane iz svakog od zasebnih vektora i crta se na suprotnom kraju konstruiranog paralelograma. Povučena crta simbolizira rezultantni smjer i veličinu tijela na koje su djelovale druge sile i promijenile njegov smjer i brzinu.

Vektorska fizika se bavi odnosom sila koje djeluju jedna na drugu, bilo da se radi o velikim tjelesima u pokretu ili o česticama koje međusobno djeluju na subatomskoj razini. Rješavanje složenijih vektorskih problema može se riješiti korištenjem algebarskih ili trigonometrijskih matematičkih jednadžbi koje izračunavaju zbrajanje ili umnožak različitih vektora. Jedna od najranijih primjena vektorske analize bila je njezina uporaba za precizno opisivanje odnosa između emaniranih električnih i magnetskih sila, središnje komponente teorije elektromagnetizma, koju je prvi otkrio škotski fizičar James Maxwell Clerk u 19. stoljeću.