벡터와 스칼라 예시 - begteowa seukalla yesi

이전에 좌표계에 대해서 배웠고, 그 때 ‘벡터’라는 물리량을 곧 다룰것이라고 이야기했습니다.

물리량에는 대표적으로 ‘벡터’와 ‘스칼라’가 있는데 그것이 무엇인지 알아봅시다.

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스칼라는 영어의 scale에서 유래되었습니다. 우리가 ‘스케일이 크다’ 이런 식으로 말할 때의 그 ‘스케일’ 입니다.

스케일이 크다는 말을 우리는 언제 쓰죠? 무언가가 거대하거나, 예를들면 스케일이 큰 영화가 개봉한다. 이런 경우 영화에 들어간 예산이나 특수효과가 엄청나다는 것을 말하는 것이죠.

스케일이라는 말은 무언가 눈금을 읽었다는 말입니다. 온도계의 눈금을 읽은 것도 스케일이라는 말이고, 자동차 계기판의 눈금을 읽은것도 스케일, 자로 길이를 잰 것도 스케일, 저울로 물체의 무게를 재어 저울의 눈금을 읽은 것도 스케일입니다.

스칼라는 이 ‘스케일’이라는 말과 관련이 있습니다.

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스칼라는 단순히 얼마나 크고 작냐를 의미하는 ‘숫자’입니다. 방금 예시로 든 것처럼 온도, 속력, 길이, 질량 등이 대표적인 스칼라 물리량입니다.

> 스칼라는 특정한 하나의 수치 그리고 단위로 표현된다. 방향은 없다.

부피, 질량, 속력, 시간, 시간 간격 이런 것도 스칼라 양이구요.

어떤 스칼라 양은 항상 양수일 수도 있습니다.예를 들어서 질량이나 속력이요. 그런데 온도 같은 건 음수도 있고 양수도 있어요.

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그런데 만약 당신이 비행기 파일럿이라고 해 봅시다. 하늘에서 운행하고 있는데, 바람이 어떻게 부는지를 알아야 합니다.

단순히 바람이 세게 분다, 약하게 분다만 알면 안 됩니다. 어느 방향으로 부는 지를 알아야죠!

이 때 유용한 것이 ‘벡터’라는 물리량입니다. 벡터라는 물리량은 크기는 물론 방향도 표현할 수 있습니다.

바람이 10 m/s의 세기로, 동쪽에서 서쪽으로 불어온다. 이렇게 표현하면 이것은 벡터를 잘 표현한 것입니다.

> 벡터는 특정한 하나의 수치 그리고 단위 그리고 방향으로 표현된다.

속도, 힘, 변위와 같은 것이 대표적인 벡터 물리량입니다.

속력이랑 속도는 다르다는 것을 우리는 알고 있습니다. 속력은 단순히 물체가 얼마나 빠르냐인 ‘크기’만을 나타내는 스칼라 양이고, 속도는 물체가 얼마나 빠르냐, 그리고 어느 방향으로 운동하고 있냐를 나타내는 벡터 양입니다.

어떤 물체가 그림과 같이, 실제 경로인 검정색 선을 따라서 A에서 B로 이동했다고 합시다. 그렇다면 이 때 이동거리는 물체가 이동한 실제 경로인 검정색 선의 길이입니다. 그런데 여기서 물체의 변위는 처음 위치와 나중 위치를 잇는 화살표를 말합니다. 즉 파란색 화살표를 말하는 것이죠.

여기서 이동거리인 검정색 선은 단순히 얼마나 이동했냐의 거리를 잰 것을 말하므로 스칼라입니다.

그런데 변위인 파란색 화살표는 어느 지점에서 출발해서 어느 지점에서 끝났냐를 말하면서 동시에 그 두 지점 사이의 거리를 알아야 하므로 벡터입니다.

어떤 벡터를 표현할 때에는, 문자 위에 오른쪽 방향의 화살표를 달아서 표현합니다.

그 벡터의 크기만을 표현할 때에는, 벡터에 절댓값 표시를 해 줍니다. 벡터의 크기 즉 길이만을 나타내는 표현입니다.

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스칼라 값을 더할 때에는 단순히 더하면 됩니다. 3 kg의 물체와 5 kg의 물체의 질량의 합은 8 kg 인 것 처럼요.

그런데 벡터 값을 더할 때에는 단순히 수치만 더하면 안 됩니다.

어떻게 더하는지, 빼는지를 알아봅시다.

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스칼라량과 벡터량에 관해서 이번기회에 확실히 짚고! 넘어가보겠습니다!

스칼라량과 벡터량도 물리량의 한 종류이니 물리량의 개념을 한 번 보게되면 아래와 같습니다! 

물리량(物理量)은 물리학에 있어서 대상이 되는 양으로, 측정 가능한 물리학에서의 양이거나 종종 수치 값과 물리 단위(주로 SI 단위)의 곱으로 표현되는 측정의 결과치이다.

물리량에는 길이·면적·체적·질량(실제로는 무게), 밝음(광도나 조도), 소리의 강함과 높이, 온도 및 전류와 전앙 등이 있다. 이와 같은 갖가지 물리량을 정확하게 측정하기 위해서는 그 양의 크고 작음을 길이로 바꾸어서 표시하는 경우가 많다.

<출처 : 위키백과>

간단히 정리해보면!

- 스칼라(scalar)량 : 크기만 있고 방향이 없으며, 사칙연산이 가능한 물리량

 예) 질량, 부피, 밀도, 시간, 거리, 속력, 에너지, 전하량, 전압, 저항등

- 벡터(vector)량 : 크기와 방향으로 표현하는 물리량

 예) 변위, 속도, 가속도, 힘, 운동량, 충격량, 전기장, 자기장등

특징을 정리해보면!

스칼라(scalar)란

- 크기와 방향을 가지는 벡터에 대비하는 개념으로, 크기만 있고 방향을 가지지 않는 양을 말한다.

- 수에 단위를 붙여서 그대로 사용한다. 

- 스칼라의 연산은 일반적인 사칙연산이 그대로 적용된다.

+ 영어의 scale에서 온 것으로, 어떤 범위의 숫자를 가리키며,

   이것은 다시 "사다리"를 뜻하는 라틴어 scala에서 왔으며 이 용어를 처음으로 쓴 사람은 해밀턴(1846년)이다. 
 

 벡터( Vector )란

- 스칼라에 대비되는 개념으로 크기와 방향이 동시에 가지는  양을 말한다

- 일반적으로 두 가지 정보를 모두 표현할 수 있는 화살표로 표시한다

+  Vector(벡터)라는 용어의 원뜻은 운반체, 매개체이다.

끝.

<참고자료>

수수깡 (msnayana)님의 블로그(http://blog.naver.com/msnayana?Redirect=Log&logNo=80123485062)