Ich habe gelesen, dass die Geschwindigkeit eine Vektorgröße ist. Warum verwenden dann die meisten Menschen bei der Angabe der Geschwindigkeit eines Objekts niemals die Richtung? Die meisten von ihnen sagen normalerweise, dass „ein Auto sich mit einer Geschwindigkeit von 10 m/s bewegt“. Aber das gibt keine Richtung an. Ist diese Verwendung also falsch oder ist die Geschwindigkeit kein Vektor?
Der allgemeine Sprachgebrauch unterscheidet oft nicht zwischen Begriffen, die eine genaue wissenschaftliche Definition haben.
Beispiele sind Masse und Gewicht, Gas und Dampf und das Beispiel, das Sie gegeben haben, Geschwindigkeit und Geschwindigkeit.
Dies kann sich auch auf die Worte von Wissenschaftlern auswirken, die den Begriff „wiegen“ anstelle von „massieren“ verwenden, obwohl natürlich viele Waagen Gewichte vergleichen.
Im allgemeinen Sprachgebrauch ist die Menge des Materials (Masse) wichtig, und das wird als Gewicht bezeichnet, und so ist es auch bei Geschwindigkeit/Geschwindigkeit, wobei Entfernung/Zeit die Größe ist, auf die Bezug genommen wird.
Sobald ein Begriff/eine Idee allgemein verwendet wird, ist es fast unmöglich, ihn so zu ändern, dass er einer präzisen wissenschaftlichen Definition entspricht, da eine solche Änderung nicht wirklich Auswirkungen auf die Art und Weise hätte, wie er von der allgemeinen Öffentlichkeit verwendet wird, außer dass er unbequem wäre.
Geschwindigkeit ist alles, worum sich der Polizist kümmert, wenn er Sie wegen Geschwindigkeitsüberschreitung anhält. „ Er fährt 100 km/h! Stoppt ihn! “
Aber fragen Sie die NASA, ob sie sich nicht nur um die Geschwindigkeit, sondern auch um die Richtung von nahen Kometen kümmert. " Mit 3000 km/h geht es Richtung Kanada! "
Beide Versionen werden in technischen Arbeiten in unterschiedlichen Bereichen eingesetzt. Es kommt eben auf den Bedarf an.
Wenn man sagt, das Auto fährt mit . Das heißt, sie interessieren sich nur für die Größe der Geschwindigkeit, die Geschwindigkeit ist.
Ob es wichtig ist, die Richtung anzugeben, ist eine Frage des Problems. In einigen Fällen spielt die Richtung eine Rolle, in anderen nicht.
Ja, eine Vektorgröße wie Geschwindigkeit hat eine Größe und (sofern die Größe nicht Null ist) eine Richtung. Um es vollständig anzugeben, müssen Sie beide angeben.
Aber oft interessiert uns nur das eine oder andere. Manchmal, zB wenn Sie wissen möchten, ob Sie die Geschwindigkeitsbegrenzung einhalten, interessiert Sie vielleicht nur die Tatsache, dass sich Ihr Auto mit 60 km/h bewegt, aber nicht in welche Richtung (zumindest solange es ungefähr parallel zu die Straße). Zu anderen Zeiten, z. B. wenn Sie wissen möchten, ob Sie an der letzten Kreuzung richtig abgebogen sind, interessiert Sie vielleicht die Richtung, in die Sie fahren, aber nicht so sehr die Geschwindigkeit (zumindest solange sie nicht sehr nahe ist). null).
Nun, vielleicht wurde Ihnen in der Schule beigebracht, dass die Größe des Geschwindigkeitsvektors als Geschwindigkeit bezeichnet wird und dass es falsch ist zu sagen, dass „die Geschwindigkeit 60 km/h beträgt“, ohne die Richtung anzugeben. Und in ähnlicher Weise wurde Ihnen möglicherweise auch beigebracht, dass Entfernung die Größe der Verschiebung ist und dass es falsch ist, das Wort „Entfernung“ für einen Vektor oder „Verschiebung“ für eine skalare Größe zu verwenden. (Aus irgendeinem Grund sagt niemand solche Dinge über Beschleunigung oder Kraft oder Impuls, die keine separaten Namen für ihre Größen haben.)
Ehrlich gesagt, meiner Meinung nach sind diese Klassenregeln alles nur so viel erfundener Unsinn. In der Praxis gibt es selten oder überhaupt keine tatsächliche Mehrdeutigkeit bei der Verwendung desselben Wortes für einen Vektor und seine Größe, da die Größe nur ein Teil des Vektors ist (und es keine Möglichkeit gibt, sie mit dem anderen Teil des Vektors zu verwechseln, dh dem Richtung). Es ist durchaus sinnvoll zu sagen, dass Ihr Auto ein Toyota ist, ohne auch das genaue Modell und Baujahr anzugeben. Und es ist genauso aussagekräftig zu sagen, dass Ihr Auto 60 km/h schnell ist, ohne die Richtung anzugeben.
Wenn Sie sich lieber an die Regeln halten, die Sie in der Schule gelernt haben, können Sie natürlich sagen, dass Ihr Auto 60 km/h schnell ist, und Sie werden genauso gut verstanden. Es ist noch kürzer. Aber in der Praxis behandeln die Leute die Wörter "Geschwindigkeit" und "Geschwindigkeit" häufig als Synonyme, und daran ist nichts auszusetzen , zumindest wenn Sie kein Physiklehrer an einer High School sind.
Der einzige Kontext, in dem eine potenzielle Mehrdeutigkeit auftritt , ist tatsächlich genau im Kontext der High School-Physik – insbesondere an der Stelle im Lehrplan, an der echte Vektoren noch nicht als Konzept eingeführt wurden, aber vorzeichenbehaftete Größen als verwendet werden ersetzt 1-dimensionale Vektoren.
In diesem speziellen Zusammenhang ist es wichtig, zwischen einer Geschwindigkeit (d. h. einer vorzeichenlosen Größe) von 60 km/h in einer nicht spezifizierten Richtung und einer Geschwindigkeit (d. h. einer vorzeichenbehafteten Größe) von ±60 km/h entweder entlang der positiven oder der negativen Richtung zu unterscheiden. je nach Vorzeichen. Wenn Sie dies nicht tun, werden Sie fast unvermeidlich mit Vorzeichenfehlern enden, die zu absurden Ergebnissen führen, wie z = 0 km/h, statt richtig (+60 km/h) − (–60 km/h) = +120 km/h. (Oder sind es −120 km/h? Hängt davon ab, auf welches Auto Sie schauen und in welche Richtung Ihre positive Achse zeigt …)
Man könnte argumentieren, dass dies sogar wichtig genug ist, um spezifische (und etwas künstliche) Vokabularunterscheidungen wie "Geschwindigkeit" / "Geschwindigkeit" und "Entfernung" / "Verschiebung" dafür einzuführen, und tatsächlich wurden diese Unterscheidungen vermutlich deshalb erfunden und verkündet in den ersten Platz. (Und ich denke, der Grund, warum ähnliche Wortpaare für Beschleunigung und Kraft und Impuls nicht wirklich existieren, ist, dass diese Konzepte in einem traditionellen Physiklehrplan der High School erst eingeführt werden, nachdem von vorzeichenbehafteten Größen zu tatsächlichen Vektoren übergegangen wurde . )
Ich werde aber noch einmal respektvoll widersprechen. Pädagogisch ist es nur Verschwendung, viel Mühe darauf zu verwenden, eine künstliche Terminologieunterscheidung zu lehren, die bald überflüssig wird. Auf lange Sicht ist die wirklich wichtige Lektion, die zu lehren ist, der Unterschied zwischen Vektoren und ihren Größen als Konzepte , nicht nur, dass sie (manchmal) unterschiedliche Namen haben. Und natürlich auch die Wichtigkeit zu überprüfen, ob die Ergebnisse Ihrer Berechnungen, ob innerhalb oder außerhalb des Klassenzimmers, physikalisch sinnvoll sind.
Es ist eine Vektorgröße, und wir geben fast immer die Richtung an, es sei denn, wir geben ausdrücklich die Größe der Geschwindigkeit an . Die Richtung wird normalerweise mit Hilfe des positiven/negativen Vorzeichens (+/-) angegeben. Positives Vorzeichen zeigt Vorwärtsrichtung und negatives Vorzeichen Rückwärtsrichtung an. Manchmal wird die Richtung mit Hilfe eines Bezugspunkts geschrieben. (Ein Objekt bewegt sich auf diesen Ort zu).
Im nicht-technischen Sprachgebrauch wird Geschwindigkeit oft auch als Synonym für Geschwindigkeit verwendet.
Vektorgrößen benötigen sowohl Richtung als auch Größe, um vollständig ausgedrückt zu werden. Wenn wir sagen „ein Auto bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 10 m/s“, meinen wir damit, dass sich das Auto (sagen wir Auto A) in eine bestimmte Richtung bewegt (die uns unbekannt ist).
Jetzt fragen Sie sich vielleicht, warum wir den Begriff Geschwindigkeit und nicht den Begriff Geschwindigkeit verwendet haben. In den meisten Fällen gibt es zusätzlich zu Auto A ein anderes Auto (z. B. Auto B), das sich mit der gleichen Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung von A
bewegt Geschwindigkeit von A. Lassen Sie uns nun sehen, wie die Begriffe Geschwindigkeit und Geschwindigkeit uns unterschiedliche Daten liefern:
Wenn wir alle Werte als Geschwindigkeit behandeln, erhalten wir:
Geschwindigkeit von A: 10 m/s
Geschwindigkeit von B: 10 m/s
Geschwindigkeit von C: 5 MS
Wenn wir alle Werte als Geschwindigkeit behandeln, erhalten wir
Geschwindigkeit von A: 10 m/s
Geschwindigkeit von B: -10 m/s
Geschwindigkeit von C: 5 m/s
Wenn wir nun nur die Information erhalten, dass die Geschwindigkeit von A 10 m/s beträgt, ist die Geschwindigkeit von B ist -10 m/s und die Geschwindigkeit von C ist 5 m/s. Sie können diesen Autos jetzt leicht eine Richtung zuweisen, da A und C in die gleiche Richtung fahren und B in die entgegengesetzte Richtung fährt, egal ob A und C nach Nord-Süd-Ost oder fahren Westen.
Und wenn Sie von Leuten sprechen, die sagen, dass die Geschwindigkeit eines Autos 10 m / s beträgt, dann ist Geschwindigkeit für sie nur eine coole Alternative zu Geschwindigkeit.
alejnavab
Garyp