наприклад, кілометр за годину (км/год). Оскільки 1км = 1000 м, а 1 год = 3600 с, то швидкість 1 км/год = 1000 м/3600 с « 0,28 м/с.
Так само, як і з вимірюванням часу та довжини, з історії вимірювання швидкості збереглися ще й інші, так звані позасистемні одиниці. Наприклад, моряки застосовують таку міру швидкості суден, як вузол, який дорівнює 0,514444 м/с.
Якщо нам відомо, з якою швидкістю (V) прямолінійно рівномірно рухається тіло, можемо розрахувати шлях (S), який воно пройде за певний час (t):
S = v.t
Те, про що було сказано вище, стосується руху в одному напрямку з постійною швидкістю. Але ж ми знаємо, що реальні об’єкти можуть рухатися так, що напрямок їх руху змінюватиметься. Для того щоб урахувати і значення, і напрямок, у фізиці застосовують векторні величини. Отже, швидкість руху – це векторна величина! З цього випливає, що, коли якась фізична задача потребує знаходження швидкості, треба знайти не тільки числове значення цієї величини, але й вказати її напрямок.
На відміну від векторних, скалярні величини характеризуються тільки своїм числовим значенням. До скалярних величин належать, наприклад, час, маса, температура, густина та інші. З цими величинами можна виконувати звичайні алгебраїчні дії.
Векторні фізичні величини не можна просто додавати або віднімати, як скалярні; для дії з ними існують особливі математичні правила. І це не вигадка фізиків та математиків, а відображення того, що ми бачимо в природі.
Наприклад, уявіть собі, що ви піднімаєтеся по сходинках ескалатора метро зі швидкістю 1м/с відносно сходинок. Але ви стали не на той ескалатор: він їде вниз зі швидкістю 1,5 м/с! Куди і з якою швидкістю ви рухаєтеся відносно стін?
Мабуть, ви вже здогадалися, що, просто склавши 1м/с та 1,5 м/с, реальний результат ми не отримаємо!
Якщо добре подумати, можна знайти й інші фізичні величини, що є векторними. Наприклад, фізична величина переміщення є векторною величиною; в її визначення, крім значення, входить ще й напрямок.
Хай якесь тіло рухалося по дузі кола і за певний час пройшло шлях І = 5 м. Переміщення тіла за цей час зображають напрямленим відрізком прямої; цей відрізок з’єднує початкову та кінцеву точки руху тіла. Якщо на малюнку зобразити шлях та переміщення тіла, то можна побачити, що вони не збігаються. Числові значення шляху та переміщення будуть різними, а переміщення, крім того, характеризується напрямком.
Цікаво, що можна знайти і такі випадки, коли за певний час тіло пройшло досить значний шлях, а його переміщення виявилося нульовим. Сподіваємося, ви здогадалися, в яких випадках це може бути?
Якщо тіло рухається в одному напрямку вздовж прямої, то числові значення шляху та переміщення збігатимуться. Проте і в такому випадку не можна вважати, що це однакові величини, бо переміщення ще й має напрямок.
Векторні та скалярні
