Cantidad escalar en física: definición y ejemplos

Definición de un escalar

¿Qué altura tiene ese edificio? ¿Cuánto tiempo duró tu viaje? ¿Qué calor hace afuera? Todas estas preguntas tienen algo en común. Todas las respuestas a estas preguntas se denominan cantidades escalares. Un escalar es cualquier cantidad que solo requiere una magnitud o tamaño para describirla completamente. Un escalar es cualquier número que le da el tamaño o la magnitud de una cantidad, por lo que se debe adjuntar una unidad de medida al número, como grados o metros. Cualquier número aleatorio no es un escalar. Por ejemplo, el número 42 no tiene sentido a menos que nos digas que 42 es una medida de algo como distancia, tiempo o temperatura.

Ejemplos de escalares

Vas al supermercado a comprar medio aguacate para tu ensalada. Colocas el aguacate en la báscula y la báscula marca 87,9 gramos. La balanza lee la masa del aguacate y la masa es un ejemplo de una cantidad escalar. Le da una idea de la cantidad de aguacate que está comprando.

Otro ejemplo de escalar es la distancia. Antes de conducir a la tienda de comestibles, ponga a cero el medidor de viaje de su automóvil. Cuando regresa a casa de la tienda de comestibles, su medidor de viaje marca 34.5 millas. El medidor de viaje lee la distancia recorrida por su automóvil. Le da una idea de qué tan lejos viajó durante su viaje a la tienda de comestibles.

La velocidad media (o simplemente la velocidad) es otro ejemplo de una cantidad escalar. La velocidad se define como la distancia recorrida dividida por el tiempo que se tarda en recorrer esa distancia. Es una medida de la tasa de cambio de su distancia y tiene unidades de metros / segundo (m / s) o millas / hora (mph) o kilómetros por hora (kph). La velocidad depende de la distancia y el tiempo, que también son cantidades escalares, por lo tanto, la velocidad también es una cantidad escalar. Por ejemplo, un largo viaje por carretera cubrió una distancia de 338 millas. Manejaste esa distancia en 5 horas. Por lo tanto, su velocidad promedio para el viaje fue de 338 millas divididas por 5 horas, o 67.6 mph. Todas estas son cantidades escalares.

Escalares frente a no escalares

Las cantidades escalares no especifican una dirección como norte o sur, arriba o abajo, izquierda o derecha. En física, la dirección a veces se indica con un signo más (+) o menos (-) delante de una cantidad o un ángulo, como 30 grados. Por ejemplo, -10 metros no es una cantidad escalar porque el signo negativo indica la dirección relativa a algún punto de referencia. Este punto de referencia también se llama origen. El enunciado 10 metros a la izquierda del roble es un ejemplo de una cantidad no escalar porque en el enunciado se especifican tanto una magnitud (10 metros) como una dirección (izquierda), y el árbol es el punto de referencia u origen.

El tiempo es un ejemplo de una cantidad que no parece ser un escalar, pero en realidad es una cantidad escalar. ¿Por qué? Porque el tiempo es direccional. El tiempo fluye en una dirección específica. La temperatura es otra cantidad que se puede llamar erróneamente una cantidad no escalar. ¿Por qué? Porque tenemos temperaturas positivas y negativas. Sin embargo, los signos positivos y negativos de temperatura no indican ninguna dirección. En cambio, indican la magnitud relativa del calor o frialdad. Por ejemplo, -30 grados Celsius harían pensar en algo frío mientras que +100 grados Celsius hacen que la gente piense en algo caliente.

Los números por sí solos no son escalares

Un número en sí mismo, como 25, no es una cantidad escalar ya que no especifica la magnitud o el tamaño de nada específico. Para que un número se llame escalar, debe tener unidades especificadas. Kilogramo, metros y segundos son ejemplos de unidades de masa, distancia y tiempo. Un número con una unidad se puede llamar escalar siempre que no indique ninguna dirección, como un signo más o menos, o un norte, sur, este u oeste, por ejemplo.

Resumen de la lección

En resumen, cualquier cantidad que pueda describirse completamente solo por su magnitud se considera una cantidad escalar . Esto puede incluir cosas como distancia, tiempo, velocidad y temperatura. Si se necesita información adicional para describir adecuadamente la cantidad, ya no se puede llamar una cantidad escalar. Direcciones como arriba, abajo, izquierda, derecha, norte o sur serían ejemplos de cantidades no escalares.

Cantidad escalar: términos importantes y sus significados

Los resultados del aprendizaje

Fortalecido con el conocimiento de esta lección, aproveche la oportunidad para asegurarse de que puede:

• Describe un escalar
• Proporcione ejemplos de escalares
• Contraste de cantidades escalares y no escalares
• Señale el hecho de que los números solitarios no son escalares