MAGNITUDINE SCALARE: IN COSA CONSISTE, CARATTERISTICHE ED ESEMPI - FISICO - 2026

Una quantità scalare è una quantità numerica la cui determinazione richiede solo la conoscenza del suo valore rispetto a una certa unità di misura del suo stesso tipo. Alcuni esempi di quantità scalari sono distanza, tempo, massa, energia e carica elettrica.

Le quantità scalari sono generalmente rappresentate da una lettera o dal simbolo del valore assoluto, ad esempio A o ǀ A ǀ. La grandezza di un vettore è una grandezza scalare e può essere ottenuta matematicamente con metodi algebrici.

Allo stesso modo, le quantità scalari sono rappresentate graficamente con una linea retta di una certa lunghezza, senza una direzione specifica, relativa a un fattore di scala.

Cos'è una quantità scalare?

In Fisica, una quantità scalare è una quantità fisica rappresentata da un valore numerico fisso e un'unità di misura standard, che non dipende dal sistema di riferimento. Le quantità fisiche sono valori matematici relativi alle proprietà fisiche misurabili di un oggetto o sistema fisico.

Ad esempio, se si vuole ottenere la velocità di un veicolo, in km / h, è sufficiente dividere la distanza percorsa per il tempo trascorso. Entrambe le quantità sono valori numerici accompagnati da un'unità, quindi la velocità è una quantità fisica scalare. Una quantità fisica scalare è il valore numerico di una proprietà fisica misurabile senza uno specifico orientamento o senso.

Non tutte le quantità fisiche sono quantità scalari, alcune sono espresse mediante un vettore che ha valore, direzione e senso numerici. Ad esempio, se si desidera ottenere la velocità del veicolo, è necessario determinare i movimenti effettuati durante il tempo trascorso.

Questi movimenti sono caratterizzati dall'avere un valore numerico, una direzione e un senso specifico. Di conseguenza la velocità del veicolo è una grandezza fisica vettoriale così come lo è lo spostamento.

Caratteristiche di una quantità scalare

-È descritto con un valore numerico.

-Le operazioni con grandezze scalari sono governate da metodi algebrici di base come addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione.

-La variazione di una grandezza scalare dipende solo dalla variazione del suo valore numerico.

-È rappresentato graficamente con un segmento che ha un valore specifico associato a una scala di misura.

-Il campo scalare permette di determinare il valore numerico di una grandezza fisica scalare in ogni punto dello spazio fisico.

Prodotto scalare

Il prodotto scalare è il prodotto di due quantità vettoriali moltiplicate per il coseno dell'angolo θ che si formano tra loro. Quando viene calcolato il prodotto scalare di due vettori, il risultato che si ottiene è una quantità scalare.

Il prodotto scalare di due grandezze vettoriali a e b è :

ab = ǀaǀǀbǀ . cosθ = ab.cos θ

a = è il valore assoluto del vettore a

b = valore assoluto del vettore b

Prodotto di due vettori. Di Svjo (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Scalar-dot-product-1.png)

Campo scalare

Un campo scalare viene definito associando una grandezza scalare in ogni punto nello spazio o nella regione. In altre parole, il campo scalare è una funzione che mostra una posizione per ogni quantità scalare nello spazio.

Alcuni esempi di campo scalare sono: la temperatura in ogni punto della superficie terrestre in un istante di tempo, la mappa topografica, il campo di pressione di un gas, la densità di carica e il potenziale elettrico. Quando il campo scalare non dipende dal tempo si chiama campo stazionario

Quando si rappresenta graficamente l'insieme di punti del campo che hanno la stessa grandezza scalare si formano superfici equipotenziali. Ad esempio, le superfici equipotenziali delle cariche elettriche puntuali sono superfici sferiche concentriche centrate nella carica. Quando una carica elettrica si muove intorno alla superficie, il potenziale elettrico è costante in ogni punto della superficie.

Campo scalare di misure di pressione.

Esempi di quantità scalari

Ecco alcuni esempi di quantità scalari che sono proprietà fisiche della natura.

Temperatura

È l'energia cinetica media delle particelle in un oggetto. Viene misurato con un termometro ei valori ottenuti nella misurazione sono quantità scalari associate a quanto è caldo o freddo un oggetto.

Massa

Per ottenere la massa di un corpo o di un oggetto, è necessario contare quante particelle, atomi, molecole ha o misurare la quantità di materiale costituito dall'oggetto. È possibile ottenere un valore di massa pesando l'oggetto con una bilancia e non è necessario impostare l'orientamento del corpo per misurarne la massa.

Tempo metereologico

Le grandezze scalari sono principalmente legate al tempo. Ad esempio la misura di anni, mesi, settimane, giorni, ore, minuti, secondi, millisecondi e microsecondi. Il tempo non ha direzione o senso dell'orientamento.

Volume

È associato allo spazio tridimensionale che occupa un corpo o una sostanza. Può essere misurato in litri, millilitri, centimetri cubi, decimetri cubi tra le altre unità ed è una quantità scalare.

Velocità

La misura della velocità di un oggetto in chilometri orari è una quantità scalare, è sufficiente stabilire il valore numerico del percorso dell'oggetto in funzione del tempo trascorso.

Carica elettrica

I protoni ei neutroni delle particelle subatomiche hanno una carica elettrica che si manifesta con la forza elettrica di attrazione e repulsione. Gli atomi nel loro stato neutro hanno carica elettrica zero, cioè hanno lo stesso valore numerico dei protoni dei neutroni.

Energia

L'energia è una misura che caratterizza la capacità di un corpo di svolgere un lavoro. Dal primo principio della termodinamica si stabilisce che l'energia nell'universo rimane costante, non viene creata o distrutta, viene solo trasformata in altre forme di energia.

Potenziale elettrico

Il potenziale elettrico in qualsiasi punto dello spazio è l'energia potenziale elettrica per unità di carica, è rappresentata da superfici equipotenziali. L'energia potenziale e la carica elettrica sono quantità scalari, quindi il potenziale elettrico è una quantità scalare e dipende dal valore della carica e del campo elettrico.

Densità

È la misura della quantità di massa di un corpo, particelle o sostanze in un determinato spazio ed è espressa in unità di massa per unità di volume. Il valore numerico della densità si ottiene, matematicamente, dividendo la massa per il volume.

Riferimenti

1. Spiegel, MR, Lipschutz, S e Spellman, D. Vector Analysis. sl: Mc Graw Hill, 2009.
2. Muvdi, BB, Al-Khafaji, AW e Mc Nabb, J W. Statics for Engineers. VA: Springer, 1996.
3. Brand, L. Analisi vettoriale. New York: Dover Publications, 2006.
4. Griffiths, D J. Introduzione all'elettrodinamica. New Jersey: Prentice Hall, 1999. pp. 1-10.
5. Tallack, J C. Introduzione all'analisi vettoriale. Cambridge: Cambridge University Press, 2009.