子供のための物理学

スカラーとベクター

スカラーとは何ですか？

スカラーとは、大きさだけで表現される量のことで、1つの数値だけで表現されます。 スカラー量の例としては、速度、体積、質量、温度、電力、エネルギー、時間などがあります。

ベクトルとは何ですか？

ベクトルとは、大きさと方向の両方を持つ量のことで、運動の研究において重要である。 ベクトル量の例として、力、速度、加速度、変位、運動量などがある。

スカラーとベクトルの違いは何ですか？

ベクトル量は方向と大きさを持ち、スカラ量は大きさだけを持つ。 ある量がベクトルであるかどうかは、その量に方向が付随しているかどうかで判断することができる。

例

速度はスカラー量ですが、速度は大きさだけでなく方向も指定するベクトルです。 速度は速度の大きさです。 車は東に時速40マイルです。 時速40マイルの速度を持っているのです。

ベクターの描き方

ベクトルの大きさは、矢印の長さで表されることが多い。 矢印はベクトルの方向を示す。 上の図を参照。

ベクターの書き方

ベクターは一般に太字で表記され、文字の上に矢印を付けて表記することもある。

質問例：スカラーなのかベクトルなのか？

1) サッカー選手がエンドゾーンに向かって時速10マイルで走っていた。

これは、大きさ（時速10マイル）と方向（エンドゾーン方向）を表すので、ベクトルです。 このベクトルは、サッカー選手の速度を表します。

2) 建物の西側にあるその箱の容積は14立方フィートである。

これはスカラーで、建物の西側にある箱の位置を示しているので、ちょっとやっかいかもしれませんが、大きさが14立方フィートである体積の方向とは関係ありません。

3）部屋の温度は15℃でした。

これはスカラーであり、方向性はない。

4) 車は1秒間に4mの2乗の速度で北に加速した。

また、加速度もベクトル量であることが分かっています。

スカラーとベクターに関する興味深い事実

• 単位ベクトルとは、大きさが1のベクトルであり、方向を定義するために使用される。
• ベクトルを発明したのは、通常、アイルランドの物理学者であるウィリアム・ローワン・ハミルトンであるとされている。
• ベクトルやスカラーは、数学や科学の多くの分野で重要な役割を担っています。
• ベクトルは、2次元または3次元の空間で定義することができます。
• ベクターグラフィックは、画質を落とさずに大きなサイズに拡大できるため、コンピュータで使われることもあります。

このページに関する10問のクイズに答えてください。

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