¿Por qué la velocidad es una cantidad escalar cuando no es posible sin tener una dirección?

Creo que la respuesta de Joe Redish dio en el clavo aquí, pero déjame explicar un poco más sobre esto, porque me pediste una respuesta y porque creo que plantea un punto importante en el que quizás quieras pensar.

Es absolutamente cierto que no podemos tener una velocidad sin tener también una dirección … tal como no podemos (en nuestra experiencia cotidiana) tener una masa sin volumen, o una altura sin ancho (o en el ejemplo de Redish no puede tener un color sin textura) etc. En el mundo real, las cualidades no existen de forma aislada, siempre están presentes junto con otras cualidades.

Lo que es más, en el mundo real las cualidades ni siquiera son números … así como el color no es un número, tampoco lo es el movimiento. Es algo que sucede, o una experiencia, o … bueno, si lo piensas, te das cuenta de que es bastante difícil decir cuál es la cualidad. Y todo está conectado a todo lo demás de formas complicadas. Y realmente el mundo es maravilloso, pero desordenado, complicado, interconectado y confuso …

¡Es por eso que la física hace trampa! Fingimos que el mundo es algo diferente de lo que es. Lo convertimos en una serie de números mediante un proceso mágico llamado ‘medición’, y luego hablamos de los números. Tratamos estos números de forma aislada y buscamos relaciones entre ellos, y en el proceso desechamos grandes cantidades de información. Podría decirse que es una cosa muy ingenua simplificar tanto las cosas y esperar que nuestras relaciones matemáticas ficticias nos digan algo sobre el mundo real (se ha argumentado que la razón por la que algunas culturas no desarrollaron la física es que eran demasiado sofisticadas para hacer esto ridículo simplificación). Sin embargo, resulta que este proceso ridículo funciona realmente bien (hasta cierto punto).

El truco es encontrar las “medidas” que son útiles para el problema en cuestión. La velocidad es un tipo de medida de movimiento. La velocidad es otra. La velocidad arroja más información que la velocidad, por lo que hay momentos en que es inapropiado (como todos los que han tomado la física introductoria lo descubren en algún momento, ¡cuando se olvidan de incluir la dirección en un cálculo!) Por otro lado, hay momentos en que lo que importa es solo lo que describe la velocidad, y la dirección es una distracción, ya sea porque está cambiando (como en los ejemplos de movimiento circular que han usado otras respuestas) o simplemente irrelevante (como en los cálculos con energía cinética).

Entonces, a veces nuestros modelos simplificados usan velocidad (dirección de ignorar movimiento) y otras usan velocidad (movimiento incluyendo dirección), y a veces también necesitan incluir rotación u otros aspectos del movimiento. Depende del propósito, y no importa lo que incluya en el modelo, siempre elige ignorar algunas cosas y enfocarse solo en algunas otras para hacer su ‘mundo imaginario’ que le permitirá superar los aspectos irrelevantes y predecir esencia del resultado real.

TL / DR: cada cualidad en física simplifica las cosas, y la velocidad simplifica mucho el movimiento, desechando aspectos del movimiento. Pero a veces eso es justo para descubrir lo que queremos encontrar. Así es como funciona la física.

Tomemos como ejemplo 250 km / h alrededor de un círculo perimetral de 250 km.

Tienes una dirección, correcta. Para ir a 250 km / h, tienes que ir a algún lado. Sin embargo, esto no es más que un valor escalar. Sabemos lo rápido que viaja, pero para ser un vector, debe saber a dónde va. En este caso, su velocidad (escalar) es de 250 km / h, su velocidad (vector) es 0.

La velocidad debe tener velocidad y dirección. Por ejemplo, si avanzaste 5 km / h desde una línea hacia adelante, podrías decir que estás viajando + 5 km / h y si luego regresas a ese punto a la misma velocidad, dirías que estás viajando -5 km / h. Sin embargo, si estuviéramos hablando de velocidad, no te molestarías con + o – ya que la velocidad es escalar y no tiene dirección.

Si viaja en un círculo, no va a ninguna parte, por lo tanto, su velocidad sobre el círculo es 0. La definición misma de velocidad es el cambio en el desplazamiento a lo largo del tiempo. Su desplazamiento inicial (su distancia desde el punto de partida) en cualquier punto de un círculo es 0 y si decimos que regresa a ese punto, su desplazamiento sigue siendo 0 (ergo sin velocidad).

Con un escalar como la velocidad, observamos la distancia recorrida en el tiempo (la distancia es la distancia total recorrida, sin tener en cuenta su punto de inicio / finalización y dirección). Por lo tanto, si viajaste alrededor de ese círculo dos veces y volviste a donde comenzaste, tendrías una distancia de 500 km (en lugar de un gran desplazamiento de 0).

Esta es la diferencia entre velocidad (escalar) y velocidad (vector). La velocidad es una cantidad de distancia recorrida en el tiempo, si vas hacia adelante, hacia atrás, hacia arriba o hacia abajo. La velocidad es el desplazamiento desde un punto fijo en el tiempo que es donde entra en juego tu dirección.

¡Espero que esto ayude!

Una cantidad vectorial es aquella que permanece en una sola dirección a través de su movimiento, pero en el caso de una cantidad escalar como la velocidad, podemos tener movimiento en una dirección durante algún tiempo, pero nuestra dirección cambia regularmente.

Por ejemplo: en caso de movimiento circular . Consideremos que nos movemos alrededor de una pista circular con velocidad constante, pero nuestra dirección cambia constantemente y es por eso que dibujamos tangente para representar la dirección de la velocidad instantánea.

A2A: su presunción de que la velocidad no puede especificarse sin conocer la dirección es simplemente falsa. El objetivo de especificar una velocidad, en lugar de una velocidad, es eliminar la información de dirección asociada. Es un concepto muy útil y evita tener que decir la “magnitud del vector velocidad” mucho más prolija.

La velocidad es un vector.

En física, tienes una norma [en realidad más, un producto de puntos] que toma vectores y te dice sus longitudes escalares.

“Velocidad” se define como la norma del vector de velocidad. Por lo tanto, aunque proviene de un vector, en sí mismo es un escalar.

Es más o menos como “el componente x de la velocidad” es un escalar a pesar de que la velocidad es un vector: tiene un mapa [en este caso, punteado con el vector unitario en la dirección x positiva] que lleva los vectores a los escalares.

La velocidad tiene una dirección, pero la velocidad no. Al igual que el desplazamiento tiene una dirección, pero la distancia no.

La velocidad y el desplazamiento son ambos vectores. Tanto la velocidad como la dirección se definen como la magnitud del vector, que es independiente de la dirección del vector.

La operación de calcular la magnitud de un vector elimina efectivamente la información de dirección. La magnitud es uno de los muchos operadores de proyección con los que trabajan los físicos.

A juzgar por la pregunta, creo que estás combinando velocidad y velocidad. La velocidad es un vector, ya que tiene velocidad (magnitud) y dirección . Velocidad, porque le falta la direccionalidad para ser considerado un vector, solo se clasifica como escalar.

Supongo que diría que es porque queremos abstraer algo sobre un conjunto de situaciones que de alguna manera son equivalentes (misma velocidad y dirección diferente). Pruebe esto: ¿cómo puede ser el color una cosa cuando no es posible tener un color sin textura?

Debido a que de cada vector que define (en espacios euclidianos) como un triplete con magnitud (un escalar, la velocidad, en realidad, en inglés, el vector no se llama velocidad, se llama velocidad, en español, por ejemplo, tenemos que decir escalar velocidad o vector escalar para diferenciar, eso es solo una corrección semántica), una dirección y un sentido. Si selecciona un sistema de coordenadas, cada componente de un vector es un número o un número multiplicado por una unidad en general (real, complejo, incluso cada elemento de un campo puede ser un escalar) y varía en función del eje de coordenadas, pero es un número (o miembro de un campo, pero unidades) y podemos expresar el vector con un n-ple de números. pero el vector va en un vector

Bcs podemos cambiar la dirección en velocidad (cuando se calcula)

Pero la velocidad se calcula teniendo un desplazamiento, es decir, una línea recta desde el punto inicial de un cuerpo hasta el final de un cuerpo que se viaja.

Si también desea tener en cuenta su dirección, lo llama “velocidad”, y ese es un vector.

La velocidad es una cantidad vectorial, tiene magnitud y dirección.

La velocidad es solo el componente escalar (magnitud) de la velocidad, la dirección es el otro componente.

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