標量和向量

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簡介

向量和標量都是物理量。前者既有方向又有大小，而後者只有大小，沒有方向。物理量通常用作物理術語，如功、速度和力。它們被分為向量和標量兩種量。

標量的定義

標量主要定義為一種物理量，它沒有方向，只有大小。這種物理量透過其數值來定義，沒有任何方向。這種量具有額外的性質，並且遵循簡單的代數規則（Buttazzo等，2022）。

簡單的代數規則主要是在這些量的幅值上進行加法運算。在物理學領域，使用了各種術語，例如速度、力、功和末速度。這些量根據其所屬的領域進行劃分，領域包括兩種型別的量。

圖 1：體積作為標量

這裡可以給出標量的不同例子，包括溫度、體積、時間、密度、速度、質量和距離。這些是這種型別的最常見例子（Danielson，2018）。

可以看出，這種量的幅值是用實數來描述的。這種量沒有作用方向，這是它的一個特徵。

向量量的定義

向量量是一種物理量，它既有大小又有方向。向量量等於單位向量。此單位用小寫字母û表示。這種型別的量既有大小又有方向（Bell等，2019）。可以看出，向量的加法規則不遵循簡單的代數規則。它用字母上的箭頭或粗體字母表示。它用線段表示，並在末端有一個箭頭。箭頭主要描述線段的長度，給出大小。

圖 2：向量量

向量量包括速度、位移、動量、加速度、重量和力。這些是這種量的例子，並在當前時間具有應用。偏振和電場也是這種因素的兩個常見例子。物理量與標量量是分開的。

標量和向量的區別

向量量是一個多維過程，而標量量是一個一維過程。這是這兩個因素之間的一個重要區別。前者既有大小又有方向，而後者只有大小（Engineeringinsider.org，(2022)）。

標量在代數中具有普通作用，而向量量具有獨立的向量代數。在方向和大小都發生變化時，向量會發生變化，但標量僅在大小發生變化時才會發生變化。向量不能分成兩個向量量，但標量可以分成另一個標量量。向量包括速度和加速度，標量包括體積、質量、速度、電荷、電勢和時間。

圖 3：標量和向量的區別

標量量沒有方向，而向量量有方向。物理量在其各自的領域具有不同的方面。這些是這兩個因素之間的主要區別。

向量的加法和減法

向量量在加法和減法方面具有不同的方面。兩種型別的定律有助於定義這種量的加法。第一種是三角形法則，另一種是平行四邊形法則。第一種法則表示，當兩個向量用三角形的兩條邊表示時，三角形的第三條邊（反向）表示三角形的合力（Askiitians.com，2022）。

另一方面，第二定律指出，當兩個向量在一點並排作用，並用平行四邊形的兩條邊的方向和大小表示時，平行四邊形的對角線表示它們的合力。減法的因素與加法過程相同。它是從另一個向量中減去一個向量的過程，它等效於向量的加法。

向量的特徵

向量量主要定義具有方向和大小特徵的物理量。因此，這種量的主要特徵是這個過程既有方向又有大小。這種型別的量不遵循代數規則（Grc.nasa.gov，2022）。向量量的變化是方向或大小或兩者兼而有之的變化。這些是這種量的特徵，它不同於標量量。在前者的情況下，存在兩個特徵，而後者僅描述大小。

結論

向量量和標量量是物理學中使用的物理量的型別。標量量只有大小，例如電荷和質量。另一方面，向量量既有大小又有方向，例如重量和力。這些物理量在其領域也存在差異。

常見問題解答

Q1. 標量的例子是什麼？

答：標量是一種只具有大小的物理量。這種量的一些例子是速度、質量、距離、體積、時間、溫度和密度。

Q2. 向量量的例子是什麼？

答：向量量既有方向又有大小。這種量的一些例子是偏振、力、動量、電場、角速度、加速度、線性動量、位移。

Q3. 向量量加法過程的兩個主要定律是什麼？

答：三角形法則和平行四邊形法則是描述向量量加法過程的兩種定律。這兩種定律有助於向量量的加法過程。