MAGNITUD ESCALAR: EN QUÈ CONSISTEIX, CARACTERÍSTIQUES I EXEMPLES - FÍSICA - 2025

Una magnitud escalar és una quantitat numèrica la determinació només requereix el coneixement del seu valor respecte d'una certa unitat de mesura de la seva mateixa espècie. Alguns exemples de magnituds escalars són la distància, el temps, la massa, l'energia i la càrrega elèctrica.

Les magnituds escalars generalment es representen amb una lletra o amb el símbol de valor absolut, per exemple A o | A |. La magnitud d'un vector és una magnitud escalar i pot ser obtinguda matemàticament per mètodes algebraics.

Així mateix, les quantitats escalars es representen gràficament amb una línia recta de certa longitud, sense direcció específica, relacionada amb un factor d'escala.

En què consisteix una magnitud escalar?

En Física una quantitat escalar és una magnitud física representada per un valor numèric fix i una unitat patró de mesura, que no depèn de el sistema de referència. Les magnituds físiques són valors matemàtics relacionats amb propietats físiques mesurables d'un objecte o sistema físic.

Per exemple, si es vol obtenir la rapidesa d'un vehicle, en Km / h, només n'hi ha prou amb dividir la distància recorreguda entre el temps transcorregut. Ambdues quantitats són valors numèrics acompanyats d'una unitat, per tant la rapidesa és una magnitud física escalar. Una magnitud física escalar és el valor numèric d'una propietat física mesurable sense una orientació ni sentit específic.

No totes les magnituds físiques són quantitats escalars, algunes s'expressen per mitjà d'un vector que té valor numèric, direcció i sentit. Per exemple si es vol obtenir la velocitat de el vehicle, s'ha de determinar els desplaçaments realitzats durant el temps transcorregut.

Aquests desplaçaments es caracteritzen per tenir un valor numèric, una adreça i un sentit específic. En conseqüència la velocitat de el vehicle és una magnitud física vectorial a l'igual que el desplaçament.

Característiques d'una magnitud escalar

-Es descriu amb un valor numèric.

-Les operacions amb magnituds escalars es regeixen pels mètodes de l'àlgebra bàsica com ara suma, resta, multiplicació i divisió.

-La variació d'una magnitud escalar només depèn de l'canvi en el seu valor numèric.

-Es representa gràficament amb un segment que tenen un valor específic associat a una escala de mesura.

-El camp escalar permet determinar el valor numèric d'una magnitud física escalar en cada punt de l'espai físic.

producte escalar

El producte escalar és el producte de dues magnituds vectorials multiplicat pel cosinus de l'angle θ que formen entre si. Quan es calcula el producte escalar de dos vectors el resultat que s'obté és una magnitud escalar.

El producte escalar de dos magnituds vectorials a i b és :

ab = |a||b|. cosθ = ab.cos θ

a = és el valor absolut de el vector a

b = valor absolut de el vector b

Producte escalar de dos vectors. By Svjo (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Scalar-dot-product-1.png)

camp escalar

Un camp escalar es defineix associant a cada punt de l'espai o regió una magnitud escalar. En altres paraules el camp escalar és una funció que mostra una posició per a cada magnitud escalar dins de l'espai.

Alguns exemples de camp escalar són: la temperatura en cada punt sobre la superfície de la Terra en un instant de temps, el mapa topogràfic, el camp de pressions d'un gas, la densitat de càrrega i el potencial elèctric. Quan el camp escalar no depèn de el temps es diu camp estacionari

A l'representar gràficament el conjunt de punts de camp que tenen una mateixa magnitud escalar es formen les superfícies equipotencials. Per exemple, les superfícies equipotencials de les càrregues elèctriques puntuals són superfícies esfèriques concèntriques centrades en la càrrega. Quan una càrrega elèctrica es mou al voltant de la superfície el potencial elèctric és constant en cada punt de la superfície.

Camp escalar de mesures de pressió.

Exemples de magnituds escalars

A continuació s'esmenten alguns exemples de magnituds escalars que són propietats físiques de la natura.

temperatura

És l'energia cinètica mitjana de les partícules d'un objecte. Es mesura amb un termòmetre i els valors que s'obtenen en el mesurament són quantitats escalars associades a com de calenta o com de fred es troba un objecte.

massa

Per obtenir la massa d'un cos o objecte es necessita comptar quantes partícules àtoms, molècules que posseeix, o mesurar quina quantitat de material integra l'objecte. Es pot obtenir un valor de la massa a l'malgrat l'objecte amb una balança i no es necessita establir l'orientació de el cos per mesurar la seva massa.

temps

Les magnituds escalars en la seva majoria estan relacionades amb el temps. Per exemple la mesura d'anys, mesos, setmanes, dies, hores, minuts, segons, mil·lisegons i microsegons. El temps no té direcció ni sentit d'orientació.

volum

Està associat a l'espai tridimensional que ocupa un cos o substància. Es pot mesurar en litres, mil·lilitres, centímetres cúbics, decímetres cúbics entre altres unitats i és una quantitat escalar.

rapidesa

El mesurament de la rapidesa d'un objecte en quilòmetres per hora és una magnitud escalar, només es requereix establir el valor numèric de l'recorregut de l'objecte en funció de el temps transcorregut.

càrrega elèctrica

Els protons i neutrons de les partícules subatòmiques posseeixen càrrega elèctrica que es manifesta mitjançant la força elèctrica d'atracció i repulsió. Els àtoms en el seu estat neutre posseeixen càrrega elèctrica nul·la, és a dir posseeixen el mateix valor numèric de protons com neutrons.

energia

L'energia és una mesura que caracteritza la capacitat que té un cos per realitzar un treball. Pel primer principi de la termodinàmica s'estableix que l'energia en l'univers es manté constant, no es crea ni es destrueix només es transforma en altres formes d'energia.

potencial elèctric

El potencial elèctric en qualsevol punt en l'espai és l'energia potencial elèctrica per unitat de càrrega, es representa mitjançant superfícies equipotencials. L'energia potencial i la càrrega elèctrica són quantitats escalars, per tant el potencial elèctric és una quantitat escalar i depèn de la valor de la càrrega i de el camp elèctric.

densitat

És la mesura de la quantitat de massa d'un cos, partícules o substàncies en un cert espai i s'expressa en unitats de massa per unitats de volum. El valor numèric de la densitat s'obté, matemàticament, dividint la massa entre el volum.

referències

1. Spiegel, MR, Lipschutz, S i Spellman, Sr. Vector Analysis. sl: Mc Graw Hill, 2009.
2. Muvdi, BB, A el-Khafaji, AW i Mc NABB, J W. Statics for Engineers. VA: Springer, 1996.
3. Brand, L. Vector Analysis. New York: Dover Publications, 2006.
4. Griffiths, D J. Introduction to Electrodynamics. New Jersey: Prentice Hall, 1999. pàg. 1-10.
5. Tallack, J C. Introduction to Vector Analysis. Cambridge: Cambridge University Press, 2009.