Τι είναι η φυσική του φορέα;

Ένας φορέας είναι μια οπτική αναπαράσταση μιας φυσικής ποσότητας που έχει τόσο μέγεθος όσο και κατεύθυνση.Η φυσική του φορέα είναι η μελέτη των διαφόρων δυνάμεων που δρουν για να αλλάξουν την κατεύθυνση και την ταχύτητα ενός σώματος σε κίνηση.Τα μαθηματικά εργαλεία της ανάλυσης των φορέων παρέχουν ένα χρήσιμο μέσο με τα οποία θα παρατηρηθεί η αλληλεπίδραση των φυσικών δυνάμεων στο φυσικό σύμπαν και για την πρόβλεψη των επιπτώσεων που θα έχουν αυτές οι δυνάμεις στην ύλη σε κίνηση.Το σχετικό μήκος κάθε βέλους αντιπροσωπεύει το μέγεθος του, το οποίο μπορεί να είναι ταχύτητα ή οποιαδήποτε άλλη δύναμη που είναι ικανή για μέτρηση.Κάθε βέλος έχει μια ορισμένη κατεύθυνση, η οποία σημειώνεται σε ένα καρτεσιανό αεροπλάνο χρησιμοποιώντας τους γεωγραφικούς άξονες του Βορρά, Νότου, Ανατολής και Δύσης.Η ουρά κάθε φορέα ξεκινά από τις καρτεσιανές συντεταγμένες του (0,0) και η θέση του κεφαλιού ή του βέλους υποδηλώνει την αντίστοιχη κατεύθυνση του.

Τα εργαλεία της ανάλυσης των φορέων παρέχουν ένα μέσο με τα οποία θα προβλεφθούν οι προκύπτουσες αλλαγές τόσο στο μέγεθος όσο και στην κατεύθυνση ενός σώματος που επηρεάζεται από τις εξωτερικές δυνάμεις.Για παράδειγμα, ένα αεροπλάνο που βρίσκεται προς βορρά με ταχύτητα 100 mph (160,93 kph) θα υποβληθεί τελικά σε αλλαγή τόσο στην ταχύτητα όσο και στην κατεύθυνση, αν συναντήσει έναν άνεμο 25 mph (40,23 kmph) από τα δυτικά.Η ανάλυση φορέα διεξάγεται για τον προσδιορισμό της προκύπτουσας ή καθαρής επίδρασης σε ένα σώμα από μία ή περισσότερες δυνάμεις που ενεργούν για να αλλάξουν την κίνηση και την κατεύθυνσή του.Η επίλυση των προβλημάτων φυσικής φορέα μπορεί να υπολογιστεί με τη χρήση διαφόρων μεθόδων.

Τα απλά προβλήματα φυσικής διανυσμάτων μπορεί να επιλυθεί με την κατασκευή παραλληλόγραμμα από κάθε ένα από τα δύο ξεχωριστά τμήματα γραμμής που σχεδιάστηκαν σε καρτεσιανό επίπεδο.Παρόμοιες διακεκομμένες γραμμές που αναπαράγονται από καθένα από τους ξεχωριστούς φορείς προστίθενται και μια γραμμή τραβήχτηκε στο αντίθετο άκρο του κατασκευασμένου παραλληλόγραμμα.Η γραμμή που σχεδιάζει συμβολίζει την προκύπτουσα κατεύθυνση και μέγεθος του σώματος πάνω στο οποίο οι άλλες δυνάμεις έχουν ενεργήσει για να αλλάξουν την κατεύθυνση και την ταχύτητά του.

Η φυσική του φορέα ασχολείται με τη σχέση μεταξύ των δυνάμεων που ενεργούν μεταξύ τους, είτε πρόκειται για μεγάλα σώματα σε κίνηση ή σωματίδια που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε υπο-ατομικό επίπεδο.Η επίλυση πιο σύνθετων προβλημάτων διανυσμάτων μπορεί να επιλυθεί χρησιμοποιώντας αλγεβρικές ή τριγωνομετρικές μαθηματικές εξισώσεις που υπολογίζουν την προσθήκη ή το προϊόν των διαφόρων φορέων.Μία από τις πρώτες εφαρμογές της ανάλυσης των φορέων ήταν η χρήση του για να περιγράψει με ακρίβεια τη σχέση μεταξύ των εκπομπών ηλεκτρικών και μαγνητικών δυνάμεων, ενός κεντρικού συστατικού για τη θεωρία του ηλεκτρομαγνητισμού, που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Σκωτσέζικο Φυσικό James Maxwell Clerk τον 19ο αιώνα.