物理基礎、單位與測量

向量

向量同時帶有大小與方向;不說出它指向哪裡,就無法完整描述它。速度、力、加速度、動量與位移都是向量。「開 5 km」是不完整的;「向東北開 5 km」才是一個向量。箭頭是最自然的圖像:它的長度是大小(量值),它指的方向就是方向。

因為方向很重要,向量不像普通數字那樣相加。要把兩個向量相加,你把它們首尾相接,再從第一個的尾畫箭頭到最後一個的頭,這就是「三角形」或「平行四邊形」法則。3 N 與 4 N 兩個力,只有在同方向時總和才是 7 N;成直角時合成 5 N(由 3^2 + 4^2 = 5^2);方向相反時,只有 1 N。向量 v 的量值寫成 |v|,方向則常以一個角度給定。

整個力學的語言都建立在向量之上,這也是為什麼我們要把向量拆成分量(沿 x 軸與 y 軸)以乾淨地做算術。忘記一個量是向量,把量值當成方向不存在似地相加,是經典而代價高昂的錯誤。

兩個 10 N 的力作用在箱子上:若都往右推,淨力是向右 20 N;若彼此成 90 度推,則約為 14 N(10 sqrt 2)沿對角線;若方向相反,則為 0。大小相同、結果卻大不同,就因為方向。

向量以幾何方式相加,而非把大小加總。

向量的量值永遠是零或正;「正負號」由方向承擔。把向量的方向反轉,正是負號的意義,如 -v。

又稱
vector向量