¿Por qué la fuerza se considera una cantidad vectorial?

La fuerza es una cantidad vectorial porque en realidad depende de en qué dirección aplique la fuerza. La fuerza se puede ver físicamente como un empujón o un tirón. Hay varios ejemplos físicos que ejemplifican esto.

Por ejemplo, es intuitivo que para que un objeto se mueva hacia arriba tenemos que empujarlo hacia arriba. Si lo empujamos hacia abajo, simplemente permanece fijo. Es importante saber en qué dirección se empuja.

Otro ejemplo es caminar con o contra el viento. Si empuja contra el viento, encuentra que tuvo que empujar con fuerza para caminar muy poco y a un ritmo lento. Pero si vas con la dirección del viento, no tienes que empujar en absoluto, y si lo haces, puedes caminar a paso ligero. En este caso hay dos empujes, el del viento y el tuyo. Para empujar contra el viento, primero debe saber en qué dirección sopla el viento y en qué dirección está empujando. Nuevamente, dado que hay dos impulsos, y usted necesita conocer sus direcciones para que la información sea de utilidad, podemos decir que la fuerza es direccional.

La fuerza también podría verse como un vector debido a la segunda ley de Newton. La ley dice que la fuerza se define como la masa, que es un escalar positivo multiplicado por la aceleración, que es un vector. Según las leyes de las matemáticas, un vector multiplicado por un escalar positivo solo cambia la longitud de un vector, pero nunca su dirección y definitivamente no su calidad como vector, ya que conserva la dirección y la magnitud. Por lo tanto, la fuerza debe ser un vector en la misma dirección que la aceleración.

Otra forma más es verificar cómo se comporta la fuerza bajo rotaciones o traslaciones, partiendo de la base de que la posición es un vector. Usando sistemas de coordenadas de orientación diferente, se puede derivar una ley de cómo los vectores deberían comportarse bajo diferentes transformaciones, es decir, rotaciones del sistema y traslaciones de sistemas. Tomar esas ecuaciones se diferencian dos veces con respecto al tiempo y luego se multiplican por la masa. La segunda derivada es la aceleración, por lo que multiplicar por la masa da la fuerza. Las ecuaciones para las transformaciones de la fuerza son el resultado de esta operación. Su forma permanece sin cambios con respecto a la de la posición, por lo que la fuerza se define como un vector. Si busca un ejemplo de este, puede encontrarlo en las conferencias de Feynman, vol. 1 capítulo 11 secciones 11-2 a 11-4.

La fuerza se expresa como un vector si la dirección es importante. En los casos en que la dirección se entiende bien o no es importante (su peso, por ejemplo), entonces una representación escalar es suficiente.

Trataré de explicar por qué la nomenclatura VECTOR está asociada a ella.

Si solo dice 10N Force, entonces es solo su valor escalar. Pero la Fuerza siempre se adhiere a una dirección, y esa Fuerza que actúa perpendicularmente sobre una superficie es máxima, y ​​no hay fuerza que actúe sobre una superficie si la fuerza corre paralela a ella. Por lo tanto, debemos agregarle la noción de dirección.

Necesitamos matemáticas para domar los cálculos sobre cantidades que tienen magnitud y dirección. La matemática para domar a esta bestia es el cálculo vectorial. Sin embargo, Vector Calculus no se trata completamente de Force, puede hacer mucho más.

La fuerza es simplemente una cantidad que tiene magnitud y dirección, y dado que necesitamos un cálculo vectorial para domesticarla, se denomina cantidad vectorial.

Las fuerzas tienen magnitud y dirección. Si bien puede ser obvio en qué dirección se debe aplicar una fuerza para lograr un resultado, en física, debemos ser muy claros acerca de la dirección en que aplicamos nuestra fuerza. La especificación de magnitud y dirección se realiza convencionalmente con vectores.

Para definir completamente una fuerza, necesita especificar una fuerza de la fuerza y ​​de qué manera está actuando la fuerza.

Las fuerzas tienen una magnitud y una dirección y, por lo tanto, se describen como cantidades vectoriales.

La fuerza se considera una cantidad vectorial porque la fuerza siempre tiene una magnitud y dirección.

Un grupo de personas intenta empujar un automóvil para arrancarlo. Se acercan por la espalda y empujan. Sin alegría.

Piden más ayuda, hay más personas voluntarias, pero no hay suficiente espacio en la parte trasera del automóvil para que 8 personas puedan empujar. La solución es que cuatro personas den la vuelta al frente y empujen y cuatro permanezcan en la parte posterior y empujen, ya que ahora hay mucho espacio.

Sabes que esto es tonto porque la dirección del empuje es importante; en otras palabras, la fuerza es un vector. La dirección importa.

F = ma

Donde f = fuerza, m = masa, a = aceleración

Donde la aceleración es una cantidad vectorial

¿En qué dirección te empuja la gravedad? Probablemente pensaste “abajo”. Si la fuerza no fuera una cantidad vectorial, no hubieras podido responder esa pregunta.