Fysiikassa liikettä kuvataan näin.
Olkoon p massapiste jonka paikkavektori hetkellä t on R(t). Sen nopeus tuolloin on R'(t) ja kiihtyvyys R''(t). Olkoon kiihtyvyys vakio: R''(t) = R''(0).
Nyt R(t) = R(0) + R'(0) t + 1/2 R''(0) t^2
Summat R(t) + R'(t) , R(t) + R''(t), R'(t) + R''(t) jne ovat kuitenkin mieltä vailla. Miksi? Ovathan nuo summan termit vektoreita joita pitäisi voida laskea yhteen.
Miten sitten selittyy se, että kun R'(t) kerrotaan skalaarilla t tai R''(t) kerrotaan skalaarilla 1/2 t^2 saadaan vektorit jotka voidaan mielekkäästi laskea yhteen?
Jos joku tarjoaa selitystä "laadusta", eli siitä että nopeuden yksikkö on m/s ja kiihtyvyyden yksikkö on m/s^2 niin tämä selitys ei kelpaa. Ei vektoriavaruudessa vektoreilla ole eri dimensioita.
Olkoon p massapiste jonka paikkavektori hetkellä t on R(t). Sen nopeus tuolloin on R'(t) ja kiihtyvyys R''(t). Olkoon kiihtyvyys vakio: R''(t) = R''(0).
Nyt R(t) = R(0) + R'(0) t + 1/2 R''(0) t^2
Summat R(t) + R'(t) , R(t) + R''(t), R'(t) + R''(t) jne ovat kuitenkin mieltä vailla. Miksi? Ovathan nuo summan termit vektoreita joita pitäisi voida laskea yhteen.
Miten sitten selittyy se, että kun R'(t) kerrotaan skalaarilla t tai R''(t) kerrotaan skalaarilla 1/2 t^2 saadaan vektorit jotka voidaan mielekkäästi laskea yhteen?
Jos joku tarjoaa selitystä "laadusta", eli siitä että nopeuden yksikkö on m/s ja kiihtyvyyden yksikkö on m/s^2 niin tämä selitys ei kelpaa. Ei vektoriavaruudessa vektoreilla ole eri dimensioita.
Vastaukset 14
Vanhimmat
Paikka-, nopeus- ja kiihtyvyysvektorit sijaitsevat aivan eri avaruuksissa.
Niiden yhteenlasku on aivan yhtä hyödyllistä kuin vihreiden vaalituloksen laskeminen yhteen Tuomiokirkon kupolin korkeuden kanssa.
Mikähän tuossa nyt oikein on ongelma? Eihän nuo derivaatat mitään skalaareja ole, vaan ajan vektoriarvoisia funktioita samaan lineaaruseen kohdeavaruuteen.
Kommenteissa ei toistaiseksi mitään mieltä.
Jos nuo vektorit sijaitsevatb "eri avaruuksissa" niin kuinka ne joutuvat samaan avaruuteen ja voidaan laskea yhteen sitten kun ne on kerrottu tietyillä skalaareilla.? Esim. R'' kerrotaan luvulla 1/2 t^2 tai R' luvulla t.
Enkä minä sanonut että nuo derivaatat olisivat skalaareja. Vektoreitahan niiden pitäisi olla. Mutta niitä ei voi laskea yhteen. Sitten voi kun kun ne kertoo tietyillä skalaareilla.
Eivätkö kommentoijat voisi vaivautua edes lukemaan kunnolla viestin jota kommentoivat?
Mieti laatujen kautta m, m/s ja m/s² yksittäisiä termejä. Helpottaisiko, jos kirjoitat R':n tilalle v ja R'':n tilalle a?
Et sinäkään näköjään edes lukenut kysymystäni. Mainitsin jo siinä nuo "laadut". Ei vektoriavaruuden vektoreita ole monenlaisia, erilaatuisia. Kaikki samanlaisia vektoreita.
Hahmotatko nyt oikein eri vektoriavaruuksia. Ethän voi laskea eri tyyppisiä vektoreita yhteen.
"..että nuo derivaatat olisivat skalaareja. Vektoreitahan niiden pitäisi olla. Mutta niitä ei voi laskea yhteen. Sitten voi kun kun ne kertoo tietyillä skalaareilla."
Derivaatat R´ ja R´´ ovat vektoriarvoisia funktioita ja kyllä niitä voi laskea yhteen sellaisenaan.
Se summa ei kuitenkaan tuota fysikaalisessa merkityksessä massakeskipisteen paikkaa, siksi nuo kertoimet kun halua paikkafunktion R(t).
Eikös nuo derivaatat ole tangenttivektoreita, ei siinä paljon järkeä ole niitä yhteen laskeakaan. Sitten kun siihen tulee t kylkeen niin, ne muuttuu pinta-aloiksi, ja niitä voi laskea yhteen.
Olkoon vektori tai tangenttivektori: kun se kerrotaan skalaarilla saadaan taas vektori.
Tämä sisältyy jo vektoriavaruuden määritelmään.
Yksikkö elelee luultavasti kerroinkunnassa. Siis että tuskin vektorin komponentit ikinä eri yksikköä ovat. Fysikaalisten yksiköiden matemaattista pohjaa pohdiskeltu mm. tässä kysymyksessä https://math.stackexchange.com/questions/571050/what-mathematical-structure-models-arithmetic-with-physical-units
sisältää linkin Terence Taon blogi-postaukseen: https://terrytao.wordpress.com/2012/12/29/a-mathematical-formalisation-of-dimensional-analysis/
Noistapa (erityisesti Tao) huomaa, ettei kysymykseni ollut ihan niin simppeli kuin jotkut kommentoijat näyttivät luulevan.
Jos se elelisi kerroinkunnassa, niin niin niin niitä kuntia pitäisi olla monta. R(t):n kerroinkunta (m), R*(t):n kunta (m/s) , R''(t):n kunta (m/s^2) jne jne.
Eihän näitä sitten voisi laskea yhteen jos kerran kerroinkunnat ovat eri kuntia.
Mystistä!
Kirjoitusvirhe: p.o.: R'(t):n kunta
Siihen täytyy varmaan kuvitella joku homomorfismi, joka kertoo 1/s - yksikköisellä luvulla.