كمية

متجه وحدة

متجه الوحدة — من تشريح الصيغة
4 صيغ

الوصف

متجه الوحدة هو متجه طوله يساوي واحدًا تمامًا، يُستخدم لتحديد الاتجاه دون أي مساهمة في المقدار. يُرمز إليه عادةً بقبعة (مثل r̂، θ̂، φ̂) ويُعرَّف بأنه أي متجه مقسوم على طوله: v̂ = v/|v|. تشكل متجهات الوحدة الأساس لبناء أنظمة الإحداثيات، مثل الديكارتية (î، ĵ، k̂)، والكروية (r̂، θ̂، φ̂)، والأسطوانية (ρ̂، φ̂، ẑ)، وتسمح بتحليل الكميات الفيزيائية مثل السرعة والقوة إلى مركبات اتجاهية.

التاريخ

ظهر مفهوم متجه الوحدة مع تطور التحليل المتجهي في القرن التاسع عشر، خاصةً من خلال أعمال جوزيه ويلارد غيبس وأوليفر هيفيسايد، اللذين قاما بتوحيد الترميز المتجهي للفيزياء.

كيف يعمل

عمليًا، يتم الحصول على متجه الوحدة عن طريق تطبيع المتجه: قسمة كل مركبة على المعيار الإقليدي للمتجه. في الإحداثيات المنحنية، تعتمد متجهات الوحدة على الموضع؛ على سبيل المثال، في الإحداثيات الكروية، يشير r̂ إلى الخارج شعاعيًا، بينما يتغير اتجاه θ̂ وφ̂ أثناء الحركة. هذه الخاصية ضرورية للتعبير الصحيح عن المشتقات مثل التدرج والتباعد في الأنظمة غير الديكارتية.

في التطبيق

تُستخدم متجهات الوحدة في كل مكان في الفيزياء والهندسة: في الميكانيكا لتحديد اتجاهات القوى والسرعات، وفي الكهرومغناطيسية للتعبير عن الحقول، وفي الرسوميات الحاسوبية لحسابات الأسطح العمودية والإضاءة.

حقيقة طريفة

في ميكانيكا الكم، يمثل متجه الوحدة في فضاء هلبرت حالة نقية، وشرط تطبيعه (⟨ψ|ψ⟩ = 1) هو تماثل مباشر لكون مقدار متجه الوحدة الكلاسيكي يساوي واحدًا.

Concept graph →

صيغ

$$\vec{v}_{\text{sky}} = \vec{v} - (\vec{v} \cdot \hat{d})\hat{d}$$
Tangential velocity is total velocity minus its radial component.
ما في الصيغة
\vec{v}_{\text{sky}}متغيرtangential (sky-projected) velocity — سرعة metre per second
\vec{v}متغيرtotal velocity vector — سرعة metre per second
\hat{d}متغيرunit vector along the line of sight — متجه وحدة
\cdotمؤثرscalar product of two vectors — الجداء القياسي
$$\mathbf{A} = \frac{\Delta}{\sqrt{2}} (\mathbf{e}_x + i \mathbf{e}_y)$$
Normalized vector representing right-hand circular polarization.
ما في الصيغة
AمتغيرPolarization vector — polarization vector
ΔمتغيرAmplitude of the field — سعة volt per metre
e_xمتغيرUnit vector along x-axis — متجه وحدة
e_yمتغيرUnit vector along y-axis — متجه وحدة
iمؤثرComplex number with square -1 — الوحدة التخيلية
$$ rac{m_1 oldsymbol{\chi}_1 oldsymbol{\cdot} oldsymbol{L} + m_2 oldsymbol{\chi}_2 oldsymbol{\cdot} oldsymbol{L}}{m_1 + m_2}$$
Weighted average of spin projections onto the orbital angular momentum.
ما في الصيغة
m_1متغيرmass of the first compact object — كتلة kilogram
m_2متغيرmass of the second compact object — كتلة kilogram
\boldsymbol{\chi}_1متغيرdimensionless spin vector of the first object — dimensionless spin
\boldsymbol{\chi}_2متغيرdimensionless spin vector of the second object — dimensionless spin
\boldsymbol{L}متغيرunit vector along orbital angular momentum — متجه وحدة
\cdotمؤثرcomputes the scalar projection of one vector onto another — الجداء القياسي
$$\mathbf{F} = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \hat{\mathbf{r}}$$
Force between two masses is proportional to product and inversely to square of distance.
ما في الصيغة
\mathbf{F}متغيرgravitational force vector — قوة newton
m_1متغيرmass of first object — كتلة kilogram
m_2متغيرmass of second object — كتلة kilogram
rمتغيرdistance between the centers of mass — مسافة metre
\hat{\mathbf{r}}متغيرunit vector pointing from one mass to the other — متجه وحدة
GثابتNewtonian gravitational constant, fundamental constant of gravitation — ثابت الجاذبية = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared

مقالات ذات صلة · 0

لا مقالات بعد