גודל בפיזיקה מתייחס למידת הגודל המקסימלית ולכיוון של עצם. הוא משמש גם בכמויות וקטוריות וגם בכמויות סקלריות כגורם משותף. לדוגמה, לכמות סקלרית יש גודל בלבד, אין לה או דורשת כיוון לתיאור עצמה.
חורף משולש
הגודל מאפשר לנו להשוות את המהירות של עצמים נעים שונים, את המרחק שמכסה חפץ נע וגם אומר את כמות העצם.
לדוגמה, במקרה של מכונית נוסעת אשר נעה מהר יותר מאופנוע, גודל המהירות של המכונית הוא יותר מגודל המהירות של האופנוע. בפיזיקה, ישנם שני סוגים של כמות: סקלרית וקטורית.
לכמות סקלרית כמו מהירות יש רק גודל, לא כיוון. ואילו לכמות וקטורית יש גם גודל וגם כיוון כמו מהירות. הנה כמה דרכים שבהן נעשה שימוש בגודל:
- עוצמת רעידת האדמה
- גודל המטען של האלקטרון
- גודל כוח הכבידה
- גודל כוח, תזוזה וכו'.
1. עוצמת רעידת האדמה:
עוצמת רעידת אדמה מוגדרת במונחים של אורך, רוחב ורוחב. אנו יכולים לומר שזה מתייחס לגודל הפיזי של רעידת אדמה. הוא גורם לרעידות שונות במקומות שונים הנובעים מסוג חומר פני השטח והמרחק מהמוקד. גודלו מסומן במספרים שלמים כולל שברים עשרוניים. רעידת אדמה בעוצמה של 5.3 נחשבת לרעידת אדמה בינונית ונחשבת חזקה אם העוצמה היא 6 ומעלה.
כאשר מתרחשת רעידת אדמה, משתחררת כמות גדולה של אנרגיה הגורמת לגלים סיסמיים, שנעים לכל הכיוונים ומרעידים את כדור הארץ וגורמים להרס. עוצמתה של רעידת אדמה עוזרת לחזות את הסיכויים להתרחשותה בעתיד. הסולם שמודד את עוצמת רעידת אדמה נקרא סולם ריכטר. בסולם זה, עם כל עלייה במספר הגודל גדל פי עשרה.
2. גודל המטען על אלקטרון
המטען על אלקטרון שווה לגודל המטען היסודי, e עם סימן שלילי. לדוגמה, 1.602 x 10-19. יתר על כן, ישנם שני סוגים של מטענים חשמליים: חיובי ושלילי. פרוטונים נושאים מטען חיובי ואלקטרונים נושאים מטען שלילי. אומרים שהמטען הנקי של אטום חיובי אם יש בו יותר פרוטונים מאלקטרונים. באופן דומה, אם לאטום יש מטען שלילי אם האלקטרונים הם יותר מפרוטונים. כאשר יש לו מספר שווה של אלקטרונים ופרוטונים, אומרים שהוא ניטרלי מבחינה חשמלית.
גיל הסלמאן חאן חאן
3. גודל הכוח
זה מתייחס לסכום כל הכוחות הפועלים על עצם. אם כל הכוחות פועלים באותו כיוון, זה מגדיל את גודל הכוח. אם כוחות אלו פועלים בכיוונים שונים, גודל הכוח פוחת כאשר הכוחות הפועלים בכיוונים מנוגדים יבטלו או ינטרלו את ההשפעה של זה.
4. גודל העקירה
תזוזה מתייחסת למרחק הקצר ביותר האפשרי בין המיקום ההתחלתי והסופי של האובייקט. גודל התזוזה של עצם נע תמיד קטן או שווה למרחק שעבר. לדוגמה, אם חפץ נע בקו ישר ומכסה מרחק של 5 מטר אז המרחק והתזוזה שלו יהיו זהים.
5. גודל כוח הכבידה
זה מתייחס לכוח המושך כל שני עצמים בעלי מסה. זהו כוח מושך שכן הוא נוטה למשוך המונים יחד. אנו יכולים לומר שיש משיכה או שכל אובייקט מושך או מושך כל אובייקט אחר ביקום הזה. זה ידוע גם בתור חוק הכבידה האוניברסלי של ניוטון. גודל כוח הכבידה הזה בין שני עצמים בעלי מסה m1 ו-m2 מיוצג מתמטית כפי שמוצג להלן;
F = G x m1 x m2/r2
כיצד לחשב את גודלה של כמות פיזיקלית?
לכל גודל פיזיקלי יש גודל, ולכן ניתן למדידה. אבל, לא ניתן למדוד את כל הכמויות הפיזיקליות בצורה דומה. הסיבה לכך היא שכמות פיזיקלית יכולה להיות משני סוגים: סקלרית וקטורית. שני הסוגים פועלים לפי כללים שונים של האלגברה.
כמות סקלרית:
זוהי כמות פיזיקלית המצוינת רק בגודל או שיש לה רק גודל כגון מסה, נפח, צפיפות וכו'. לכן, יש צורך רק בגודל וביחידה כדי להגדיר כמות סקלרית, אין צורך בכיוון. לדוגמה, משקל 60 ק'ג, כאשר 60 הוא הגודל וק'ג הוא היחידה. כדי לחשב את הגודל של כמות סקלרית יש צורך לפעול לפי כלל אלגברה לינארית.
כמו כן, מהירות היא גם כמות סקלרית שכן היא מתוארת רק לפי גודלה. זה רק אומר את הקצב שבו חפץ נע, אל תספר שום דבר על הכיוון שבו הוא נע. לכן, עצם שזז מהר יותר יכסה מרחק רב יותר מאשר עצם שנע לאט יותר באותו פרק זמן.
כיצד לחשב את גודלה של כמות סקלרית:
החישוב שלו פשוט מאוד. בחיי היומיום שלנו, אנו מחשבים כמות סקלרית הרבה פעמים. לדוגמה, אתה מכסה מרחק של 10 ק'מ כדי להגיע למשרד שלך, במקרה זה, מרחק של 10 ק'מ הוא כמות סקלרית וגודלו הוא 10 ק'מ ששווה למרחק הכולל שעברה.
בדוגמה אחרת, נניח ש-100 מ'ל מים מעורבבים עם 1 ליטר חלב טהור והכמות או הגודל הכוללת של החלב הופכת ל-1250 מ'ל. כאן, גודל מחושב באמצעות חיבור פשוט.
מעבר הזמנה
כמות וקטורית
זוהי גודל פיזיקלי שיש לו גם גודל וגם כיוון כמו מהירות, תזוזה, כוח וכו' אפשר לומר שהוא צריך גם גודל וגם כיוון לתיאור המלא שלו. לכן, כדי להגדיר וקטור, נדרשים גם גודל וגם כיוון. לדוגמה, מהירות של 60 קמ'ש, צפון. כאן, עצם נע במהירות של 60 קמ'ש (בגודל) לכיוון צפון.
הוספה של שתי כמויות וקטוריות לא יכולה להתבצע באמצעות אלגברה רגילה. כמות וקטור מסומנת על ידי חץ מעל אות או קטע קו עם חץ בקצה אחד שבו החץ אומר את הכיוון.
כיצד לחשב את גודלה של כמות וקטורית:
במקרה של כמויות וקטוריות, שני וקטורים או יותר יכולים להיקרא שווים אם יש להם אותו כיוון וגודל. כשאנחנו מכפילים כמות וקטורית עם מספר שלם חיובי, הגודל שלה משתנה, אבל הכיוון שלה נשאר זהה. עם זאת, כאשר אנו מכפילים אותו במספר שלם שלילי, גם הגודל וגם הכיוון משתנים כשהכיוון מתהפך והגודל מוכפל בערך המוחלט של המספר.
סדר גודל
סדר גודל הוא הערכה גסה של גודל או גודל של משהו ומיוצג בחזקת עשר. זהו גודל משוער של משהו הנמדד בחזקות 10. לדוגמה, גודלו של כדור הארץ הוא בסדר גודל של 1020 ק'ג.
אם ערך גדול בסדר גודל מערך אחר, זה אומר שהוא גדול פי עשרה מערך אחר. באופן דומה, כאשר הוא גדול בשני סדרי גודל, הוא יהיה גדול פי מאה. ניתן לראות את סדר הגודל בסימונים מדעיים שבהם מספר מועלה בחזקת 10.
מיון בועות ב-Java
איך למצוא את סדר הגודל?
סדר הגודל של 255,000 יהיה 5 כמו כאשר ערך זה מומר לסימון מדעי, 2.55 x 105, ה-10 מועלה ל-5ה'כוח של עשר. זה מאפשר לנו להשוות את סדר הגודל של מספרים שונים. לדוגמה,
A = 5.4 x 106
B = 5.4 x 108
זה מראה ש-B גדול מ-A בשני סדרי גודל.