ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

โดยเฉพาะ    จำนวน 0 ในปริมาณเวกเตอร์ เป็นปริมาณที่ไม่มีค่าจริง ๆ  ปริมาณเวกเตอร์จึงไม่มีค่าเป็นลบ    เครื่องหมายในปริมาณเวกเตอร์ใช้บอกทิศทางของเวกเตอร์   เวกเตอร์ที่มีเครื่องหมายเหมือนกันทิศทางเดียวกัน  เวกเตอร์ที่มีเครื่องตรงกันข้ามทิศทางตรงกันข้าม

วิทยาศาสตร์เป็นวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับความจริงที่สามารถพิสูจน์ได้ด้วยกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ นำความรู้ที่ได้จากการศึกษาทดลอง จดบัทึกมารวบรวมเป็นกฎ ทฤษฎี เพื่อเป็นความรู้ในการอธิบายปรากฎการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้น ซึ่งการศึกษาวิทยาศาสร์เป็นการศึกษา2 ส่วนคือ เชิงคุณภาพ เป็นการศึกษาบรรยายเชิงข้อมูลพรรณนา ตามสภาพการรับรู้ของมนุษย์ เช่น การบรรยายรูปลักษณะ สี กลิ่น รส และเชิงปริมาณ เป็นการศึกษาข้อมูลเชิงตัวเลข ซึ่งได้จากการสังเกต และเครื่องมือวัด เช่น ความยาว มวล เวลา ปริมาณต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับวิชาฟิสิกส์แบ่งออกได้เป็น

ปริมาณในทางฟิสิกส์ มี 2 ปริมาณ คือ

1. ปริมาณสเกลาร์ (Scalar) เป็นปริมาณที่บอกขนาดเพียงอย่างเดียว เช่น มวล , อัตราเร็ว , พลังงาน ฯลฯ

2. ปริมาณเวกเตอร์ (Vector) เป็นปริมาณที่บอกทั้งขนาดและทิศทาง เช่น ความเร็ว , ความเร่ง , การกระจัด , แรง ฯลฯ

1. การรวมเวกเตอร์

การรวมเวกเตอร์ หมายถึง การบวกหรือลบกันของเวกเตอร์ตั้งแต่ 2 เวกเตอร์ ขึ้นไป ผลลัพธ์ที่ได้เป็นปริมาณเวกเตอร์ เรียกว่า เวกเตอร์ลัพธ์ (Resultant Vector) ซึ่งพิจารณาได้ ดังนี้

1.1 การบวกเวกเตอร์โดยวิธีการเขียนรูป ทำได้โดยเขียนเวกเตอร์ที่เป็นตัวตั้ง จากนั้นเอาหางของเวกเตอร์ที่เป็นผลบวกหรือผลต่าง มาต่อกับหัวของเวกเตอร์ตัวตั้ง โดยเขียนให้ถูกต้องทั้งขนาดและทิศทาง เวกเตอร์ลัพธ์หาได้โดยการวัดระยะทาง จากหางเวกเตอร์แรกไปยังหัวเวกเตอร์สุดท้าย

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

จากรูป เวกเตอร ์=

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

1.2 การบวกเวกเตอร์โดยใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์

ให้ เวกเตอร์ทำมุมกับเป็นมุม q คำนวณหาเวกเตอร์ลัพธ์ได้ ดังนี้

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ขนาดของเวกเตอร์ลัพธ์คำนวณได้จากกฎของโคไซน์

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ทิศทางของเวกเตอร์ลัพธ์หาได้จาก

a =

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
...........................................................(2)

หรือหาได้จากกฎของไซน์ ดังนี้

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
=
ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
=
ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
.......................................................(3)

ข้อสังเกต จากสมการที่ (1) พบว่า

  1. เมื่อ q =(คือและอยู่ในทิศทางเดียวกัน) จะได้ขนาดของ=

    ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
    โดยทิศทางของมีทิศเดียวกับและ

  2. เมื่อ q =

    ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

  3. 2.1 ถ้า>จะได้=-และมีทิศเดียวกับ

  4. 2.2 ถ้า<จะได้=-และมีทิศเดียวกับ

3. เมื่อ q =

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
จะได้

ขนาด R =

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
และ a =
ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

1.3 การลบเวกเตอร์

การลบเวกเตอร์ สามารถหาเวกเตอร์ลัพธ์ได้เช่นเดียวกับการบวกเวกเตอร์ แต่ให้กลับทิศทางของเวกเตอร์ตัวลบ ดังนี้

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
.............................(4)

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

2. เวกเตอร์หนึ่งหน่วย (Unit Vector)

เวกเตอร์หนึ่งหน่วย หมายถึง เวกเตอร์ที่มีขนาดหนึ่งหน่วยในทิศทางใดๆ เช่น เวกเตอร์สามารถเขียนได้ด้วยขนาดของคูณกับเวกเตอร์หนึ่งหน่วย

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
ซึ่งมีทิศทางเดียวกับคือ

=

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

หรือ=.....................................................(5)

โดยคือ เวกเตอร์หนึ่งหน่วยที่มีขนาดหนึ่งหน่วยและทิศเดียวกันกับ

ในระบบแกนมุมฉาก เวกเตอร์หนึ่งหน่วยบนแกน x , y และ z แทนด้วยสัญลักษณ์,และตามลำดับ จะได้

=

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
;=
ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
;=
ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
..............................(6)

เมื่อคือ เวกเตอร์ที่มีขนาดเท่ากับมีทิศทางตามแนวแกน x

คือ เวกเตอร์ที่มีขนาดเท่ากับมีทิศทางตามแนวแกน y

คือ เวกเตอร์ที่มีขนาดเท่ากับมีทิศทางตามแนวแกน z

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

3. เวกเตอร์องค์ประกอบ (Component Vector)

3.1 องค์ประกอบของเวกเตอร์ใน 2 มิติ

ถ้าอยู่ในระนาบ x , y โดยทำมุม q กับแกน x

องค์ประกอบของตามแกน x คือ

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
โดย= Acosq

องค์ประกอบของตามแกน y คือโดย= Asinq

ดังนั้น เวกเตอร์เขียนแยกเป็นองค์ประกอบได้ ดังนี้

=

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
+............................(7)

หรือ

= Acosq+ Asinq

โดยที่ ขนาดของ

=

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
.................................(8)

3.2 องค์ประกอบของเวกเตอร์ใน 3 มิติ

กำหนดให้อยู่บนระนาบ x , y ,z โดยเวกเตอร์ทำมุมกับแกน x , y , z เป็นมุม q x , q y , q z

ตามลำดับ เวกเตอร์สามารถแยกเป็นองค์ประกอบตามแกน x , y , z ได้ ดังนี้

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ขนาดของแทนด้วย Ax = Acosq x โดยที่ cosq x =

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ขนาดของแทนด้วย Ay = Acosq y โดยที่ cosq y =

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ขนาดของแทนด้วย Az = Acosq z โดยที่ cosq z =

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ดังนั้น=

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

=

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ขนาดคือ

A =

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
.......................................(9)

ทิศทางของเวกเตอร์คือ มุมที่ทำกับแกน x , y , z หาได้จาก

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
:
ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
:
ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

4. เวกเตอร์ตำแหน่ง (Position Vector)

เวกเตอร์ตำแหน่ง หมายถึง เวกเตอร์ที่บอกตำแหน่งของวัตถุเทียบกับจุดใดจุดหนึ่ง เรียกว่า จุดอ้างอิง

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

จากรูป เวกเตอร์และเป็นเวกเตอร์บอกตำแหน่งของจุด P และ Q เทียบกับจุด O ในระบบพิกัด โดย

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

จะได้

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

โดยขนาดของ

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
คือ

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
.....................................(11)

ทิศทางของหาได้จาก

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
;
ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
;
ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์
...... (12)

5. การคูณเวกเตอร์ มี 2 แบบ ดังนี้

5.1 ผลคูณสเกลาร์ (Scalar product หรือ dot product แทนด้วยเครื่องหมาย " . " )

กำหนดให้ทำมุมกับผลคูณสเกลาร์ของเวกเตอร์ทั้งสองมีนิยาม ดังนี้

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

โดยที่ A และ B เป็นขนาดของเวกเตอร์และตามลำดับ

คือ มุมระหว่างเวกเตอร์ A กับ B

คุณสมบัติของผลคูณแบบสเกลาร์

ถ้า,,เป็นเวกเตอร์ใดๆ และ,,เป็น unit vector ในแนวแกน x , y ,z จะได้ว่า

คุณสมบัติของผลคูณแบบสเกลาร์

ถ้า,,เป็นเวกเตอร์ใดๆ และ,,เป็น unit vector ในแนวแกน x , y , z จะได้ว่า

1.

2.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

3.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

4.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

5.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

6.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

7.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

โดยที่

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ผลคูณเวกเตอร์ (Vector Product หรือ Cross Product แทนด้วยเครื่องหมาย “x” )

กำหนดให้และเป็นเวกเตอร์ที่ทำมุม q ต่อกัน และเป็นเวกเตอร์ลัพธ์ โดย

ขนาดของมีนิยามว่า

ทิศทางของหาได้โดยใช้กฎมือขวา โดยปลายนิ้วทั้งสี่แทนทิศทางของและหมุนไปหาจะได้นิ้วหัวแม่มือแทนทิศทางของ

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

คุณสมบัติของผลคูณแบบเวกเตอร์

1.

2.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

3.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

4.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

5.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

หรือเขียนในรูปของดีเทอร์มิแนนท์ (Determinant) ได้ว่า

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

โดยที่

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

6. การหาอนุพันธ์ของเวกเตอร์

ถ้าเวกเตอร์,และเป็นฟังก์ชันของตัวแปรอิสระ U ดังนั้น จะได้

1.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

2.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

3.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

4.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

5.

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดที่เป็นปริมาณเวกเตอร์

เลขนัยสำคัญ คือ ตัวเลขที่ได้จากการวัดโดยใช้เครื่องมือที่เป็นสเกล โดยเลขทุกตัวที่บันทึกจะมีความหมายส่วนความสำคัญของตัวเลขจะไม่เท่ากัน ดังนั้นเลขทุกตัวจึงมีนัยสำคัญ ตามความเหมาะสม เช่น วัดความยาวของไม้ท่อนหนึ่งได้ยาว 121.54 เซนติเมตร เลข 121.5 เป็นตัวเลขที่วัดได้จริง ส่วน 0.04 เป็นตัวเลขที่ประมาณขึ้นมา เราเรียกตัวเลข121.54 นี้ว่า เลขนัยสำคัญ และมีจำนวนเลขนัยสำคัญ 5 ตัว

หลักการพิจารณาจำนวนเลขนัยสำคัญ

เลขทุกตัว ถือเป็นเลขที่มีนัยสำคัญ ยกเว้น

1. เลข 0 ( ศูนย์ ) ที่อยู่ซ้ายมือสุดหน้าตัวเลข เช่น

0.1 มีเลขนัยสำคัญ 1 ตัว

0.01 มีเลขนัยสำคัญ 1 ตัว

0.0152 มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว

2. เลข 0 ( ศูนย์ ) ที่อยู่ระหว่างตัวเลขถือเป็นเลขนัยสำคัญ เช่น

101 มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว

1.002 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว

3. เลข 0 ( ศูนย์ ) ที่อยู่ท้ายแต่อยู่ในรูปเลขทศนิยม ถือว่าเป็นเลขนัยสำคัญ เช่น

1.20 มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว

2.400 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว

4. เลข 0 ( ศูนย์ ) ที่ต่อท้ายเลขจำนวนเต็ม ถ้าจะนับเป็นเลขนัยต้องทำเครื่องหมายบอก เช่น

120 มีเลขนัยสำคัญ 2 ตัว

120 มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว

200 มีเลขนัยสำคัญ 1 ตัว

200 มีเลขนัยสำคัญ 2 ตัว

200 มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว

5. เลข 10 ที่อยู่ในรูปยกกำลัง ไม่เป็นเลขนัยสำคัญ เช่น

1.30 x104 มีเลขนัยสำคัญ 3 ตัว

2.501 x106 มีเลขนัยสำคัญ 4 ตัว

การบวกและการลบเลขนัยสำคัญ

ให้บวกลบข้อมูลตามปกติ แล้วเมื่อได้ผลลัพธ์ให้บันทึกโดยมีจำนวนตำแหน่งทศนิยมเท่ากับตำแหน่งทศนิยมของข้อมูลหลักที่มีจำนวนตำแหน่งทศนิยมน้อยที่สุด เช่น

1. 2.12 + 3.895 + 5.4236 = 11.4386

ปริมาณ 2.12 มีความละเอียดถึงทศนิยมตำแหน่งที่ 2

3.895 มีความละเอียดถึงทศนิยมตำแหน่งที่ 3

5.4236 มีความละเอียดถึงทศนิยมตำแหน่งที่ 4

ผลลัพธ์ 11.4386 มีความละเอียดถึงทศนิยมตำแหน่งที่ 4 ซึ่งมากกว่าเครื่องมือวัดที่อ่านได้ 2.12 , 3.895

ดังนั้นผลลัพธ์ต้องมีเลขนัยสำคัญมีความละเอียดไม่เกินทศนิยมตำแหน่งที่ 2

ดังนั้น ผลลัพธ์ คือ 11.44

การคูณและการหารเลขนัย

ให้คูณ-หารข้อมูลตามปกติ แล้วเมื่อได้ผลลัพธ์ให้บันทึก โดยมีจำนวนค่านัยสำคัญเท่าจำนวนค่านัยสำคัญของข้อมูลหลักที่มีจำนวนค่านัยสำคัญน้อยที่สุด เช่น

ปริมาณทางฟิสิกส์ใดเป็นปริมาณเวกเตอร์

ปริมาณเวกเตอร์ (Vector quantity) คือ ปริมาณที่มีทั้งขนาด และทิศทาง โดยเป็นปริมาณที่ต้องบอกทั้งขนาดและทิศทางจึงจะได้ความหมายสมบูรณ์ เช่น การกระจัด ความเร็ว ความเร่ง แรง โมเมนตัม น้ำหนัก โมเมนต์ ฯลฯ การรวมกันของปริมาณเวกเตอร์ต้องพิจารณาทั้งขนาดและทิศทาง นั่นก็คือการหาผลลัพธ์ของปริมาณเวกเตอร์ต้องอาศัยวิธีการทางเวกเตอร์โดย ...

ปริมาณสเกลาร์มีความหมายตรงตามข้อใด

1. ปริมาณสเกลาร์ ( Scalar quantity ) คือ ปริมาณที่บอกแต่ขนาดอย่างเดียวก็ได้ความหมายสมบูรณ์ ไม่ต้องบอกทิศทาง เช่น ระยะทาง มวล เวลา ปริมาตร ความหนาแน่น งาน พลังงาน ฯลฯ การหาผลลัพธ์ของปริมาณสเกลาร์ ก็อาศัยหลักทางพีชคณิต คือ การบวก ลบ คูณ หาร

ปริมาตรเป็นปริมาณอะไร

ปริมาตร หมายถึง ปริมาณของปริภูมิหรือรูปทรงสามมิติ ซึ่งยึดถือหรือบรรจุอยู่ในภาชนะไม่ว่าจะสถานะใด ๆ ก็ตาม บ่อยครั้งที่ปริมาตรระบุปริมาณเป็นตัวเลขโดยใช้หน่วยกำกับ เช่นลูกบาศก์เมตรซึ่งเป็นหน่วยอนุพันธ์เอสไอ นอกจากนี้ยังเป็นที่เข้าใจกันโดยทั่วไปว่า ปริมาตรของภาชนะคือ ความจุ ของภาชนะ เช่นปริมาณของของไหล (ของเหลวหรือแก๊ส) ที่ ...

เวกเตอร์ มีอะไรบ้าง

ปริมาณเวคเตอร์(Vector) คือ ประมาณที่มีทั้งขนาดและทิศทาง เช่น การกระจัด (displacement), แรง (Force), ความเร็ว (Velocity), ความเร่ง (Acceleration), สนามแม่เหล็ก