¿Qué significa tensor en matemáticas?

Un tensor es una entidad física con 0, 1, 2 o más dimensiones (rango).

Un tensor de 0 dimensiones generalmente se llama escalar : la temperatura es un ejemplo.

Un tensor de rango 1 es una cantidad indexada generalmente llamada vector : velocidad.

Un tensor de rango 2 no tiene otro nombre común: tensor de tensión o gradiente de velocidad.

Este último ejemplo, con la noción de multiplicación de matrices correctas, debería darle una pista de la conexión entre los tensores , las series de Taylor y el cálculo multivariado : con el tensor puede expresar poderosamente el gradiente de un campo vectorial.

Por lo tanto, para responder mejor a su pregunta, le aconsejaría que se centre en el significado de la cantidad física indexada (como el espacio) y la forma en que un campo (velocidad) se describe mediante una ecuación tensora como las ecuaciones de Navier Stokes.

El gran poder es deshacerse del marco de referencia con una poderosa abstracción.

Esto tiene que ser respondido en dos partes:

  • Aspecto de un tensor (una matriz multidimensional con operadores)
  • Cómo actúa un tensor (una generalización de transformaciones lineales)

Un tensor, con la posibilidad de una multitud de índices, tanto covariantes como contravariantes, parecen datos multidimensionales en 0, 1, 2, 3 y dimensiones superiores. Un ejemplo sería codificar una cuadrícula 3D con valores de temperatura. Es un tensor de rango 3 con valores para cada punto en la cuadrícula.

Sin embargo, eso no llega a la raíz de lo especial de los tensores. Cada transformación lineal dimensional finita se puede codificar en un tensor. Eso significa que las transformaciones lineales de vectores a matrices, escalares o más grandes, son tensores.

En matemáticas, los tensores son objetos geométricos que describen las relaciones lineales entre vectores geométricos, numéricos y de tracción. Los ejemplos iniciales de estas relaciones incluyen productos de puntos, productos cruzados y mapas de líneas. Vectores de ingeniería, que a menudo se usan en aplicaciones de física e ingeniería, y las mediciones en sí mismas también son tutores. Un ejemplo más complejo es el tensor de tensión Kochi, que toma la dirección como entradas y produce tensión en la superficie natural de este vector para la salida, expresando así la relación entre estos dos vectores, como se muestra en la figura.

Los tensores son el término más común utilizado para representar comúnmente vectores y escalares y cantidades en una dimensión mucho más alta. Tal como un escalar es un tensor de orden 0, un vector es un tensor de primer orden y encontramos análisis de tensor mucho más complicados en dimensiones superiores. Ahora viene la pregunta: ¿por qué usamos tensor? El análisis de tensor se utiliza por su versatilidad. Se usa en física relativista, gradiente de un vector, etc. Normalmente se usa en relatividad general de manera amplia. El concepto de cantidades covariantes y contravariantes se da en términos de cálculo tensorial. También se puede usar para definir el estrés, una cantidad de tensor. A medida que divide la fuerza por área, siendo ambas cantidades vectoriales, se produce una cantidad tensora, denominada tensión.

Mira esto.

Usando términos simples, ¿qué son los tensores y cómo se usan en física?

Los tensores son entidades geométricas que describen relaciones lineales entre vectores geométricos, escalares.