الكميات الفيزيائية

معلومات وتساؤلات في علم الفيزياء، من أحدها تنقسم الكميات الفيزيائية سواء أساسية أو مشتقة إلى نوعين أساسيين: كميات قياسية وكميات متجهة، ما هما؟

120- الكميات الفيزيائية
--------
تنقسم الكميات الفيزيائية (سواء أساسية أو مشتقة) إلى نوعين أساسيين: كميات قياسية وكميات متجهة.

• أولاً: الكميات القياسية:
في هذا النوع من الكميات، كل ما يهمنا هو قيمتها (مقدارها) فقط وليس لها اتجاه.
مثال: الطول – الكتلة – السرعة العددية – المسافة.
إذا قال لك أحد: إن وزنه (60) كجم، فأنت تفهم مباشرةً ولا تحتاج إلى معلومات إضافية.

• ثانياً: الكميات المتجهة:
هنا يهمنا معرفة قيمتها (مقدارها) وكذلك اتجاهها، أي أن لها مقداراً واتجاهاً.
مثال: الإزاحة – السرعة المتجهة – القوة – العجلة.
مثلاً لو قلنا: إنّ سيارة تتحرك بعجلة (5) سم/ث^2 فهنا نتساءل في أي اتجاه تتحرك؟
ونعبر عن المتجهات بحرف يعلوه سهم أو بخط أسود عريض (A) حيث إن:
Ax تعبر عن قيمة المتجه في المحور X
Ay تعبر عن قيمة المتجه في المحور Y

جمع متجهات:
محصلة متجهين متساويين ومتضادين تساوي صفراً. يمكن جمع المتجهات بطريقة متوازي أضلاع القوى الذي يتبع أحد قوانين الميكانيكا الذي ينص على أنه: " إذا عملت قوتان في نقطة فيمكن أن يعبر عنهما بقوة واحدة" = وتسمى تلك القوة "محصلة". عملياً، نقوم برسم متجهين للقوتين (أي نختار طولاً معيناً لكل منهما) ونمثل اتجاهيهما بسهمين. نرسم متوازيين للسهمين فيكمل تقاطعهما شكل متوازي الأضلاع. نرسم خطاً يبدأ من زاوية التقاء بداية المتجهين ونوصل رأسه إلى الزاوية المقابلة فيكون بهذا قطر متوازي الأضلاع الذي يمثل محصلة المتجهين. (انظر الشكل 1 في التعليقات)

معكوس تلك العملية يسمى: (تحليل القوة إلى مركبتين)، حيث نجزئ متجه قوة ما إلى مركبتين عموديتين على بعضهما البعض، ومن خلال تلك العملية يمكن حساب مقدار كل من المركبتين الممثلتين للقوة الأصلية ولكن بالنسبة للإحداثيات الديكارتية.
يمكن تعميم هذه الطريقة للحصول على محصلة عدة قوى، ثلاثة أو أربعة أو أكثر... فيما يسمى: (مضلع القوى).

ضرب المتجهات:
يوجد نوعان من الضرب للمتجهات: النوع الأول يسمى (الضرب القياسي) لأن حاصل ضرب متجهين يعطي كمية قياسية، مثل: حاصل ضرب متجه القوة في متجهة الإزاحة يكون الناتج الشغل وهو كمية قياسية، والنوع الثاني يسمى (الضرب الاتجاهي) وذلك لأن حاصل ضرب متجهين ينتج عنه متجه ثالث يكون اتجاهه عمودياً على المستوى الذي يحوي المتجهين الآخرين، مثل: متجه سرعة جسم مشحون في متجه المجال المغناطيسي ينتج عنه متجه قوة مغناطيسية.
أي أنه ينتج من الضرب القياسي كمية قياسية، وينتج من الضرب الاتجاهي كمية متجهة.

الضرب القياسي:
يعرف الضرب القياسي بـ(الضرب النقطي) وتكون نتيجة الضرب القياسي لمتجهين كمية قياسية، وتكون هذه القيمة موجبة إذا كانت الزاوية المحصورة بين المتجهين بين (0) و(90) درجة، وتكون النتيجة سالبة إذا كانت الزاوية المحصورة بين المتجهين بين (90) و(180) درجة، وتساوي صفراً إذا كانت الزاوية (90) درجة. (انظر مجموعة المعادلات 1 في التعليقات)

عرف الضرب القياسي لمتجهين بحاصل ضرب مقدار المتجه الأول في مقدار المتجه الثاني في جيب تمام الزاوية المحصورة بينهما. (انظر المعادلة 2 في التعليقات)

الضرب الاتجاهي:
تكون نتيجة الضرب الاتجاهي لمتجهين كمية متجهة. (انظر الشكل 2 ومجموعة المعادلات 3 في التعليقات)


إعداد: أ. أسماء حربي.
تدقيق: طارق القضماني.
#فيزيائي
#الفيزياء_للجميع

مصادر:
https://goo.gl/BE3chx
https://goo.gl/wZK3YI
https://goo.gl/D9zDLz