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Vektorielle Größen

In der Physik unterscheidet man Größen, die von ihrer Richtung abhängig sind, von richtungsunabhängigen Größen. Solche Größen, bei denen die messbare Eigenschaft sowohl durch einen Betrag als auch durch eine Richtung gekennzeichnet ist, nennt man gerichtete oder vektorielle Größen. Beispiele für solche vektoriellen Größen sind Kraft, Geschwindigkeit oder Beschleunigung.
Im Unterschied dazu gibt es auch ungerichtete Größen wie z. B. den Druck oder die Masse.

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In der Physik unterscheidet man Größen, die von ihrer Richtung abhängig sind, von richtungsunabhängigen Größen. Solche Größen, bei denen die messbare Eigenschaft sowohl durch einen Betrag als auch durch eine Richtung gekennzeichnet ist, nennt man gerichtete oder vektorielle Größen. Beispiele für solche vektoriellen Größen sind Kraft, Weg, Geschwindigkeit oder Beschleunigung.

Im Unterschied dazu gibt es auch ungerichtete oder skalare Größen wie z. B. den Druck oder die Masse.
Gerichtete oder vektorielle Größen werden mit einem Pfeil über dem Formelzeichen gekennzeichnet. Beispiele:

Kraft F →
Geschwindigkeit v →
Beschleunigung a →

In Skizzen werden sie als Pfeile dargestellt (Bild 2).

  • Kraft als gerichtete Größe

Bei der Addition oder Subtraktion vektorieller Größen ist ihre Richtung zu beachten. Haben zwei vektorielle Größen die gleiche Richtung, so hat auch die resultierende Größe diese Richtung. Die Beträge addieren sich (Bild 3). Haben die beiden Größen die entgegengesetzte Richtung, so subtrahieren sich die Beträge voneinander. Die Richtung der resultierenden Größe hängt davon ab, welche der beiden Größen den größeren Betrag hat.
Sollen dagegen vektorielle Größen addiert werden, die unterschiedliche Richtungen haben, so muss man die Richtungen jeder einzelnen Größe beachten. Die resultierende vektorielle Größe kann man durch geometrische Addition in einer Zeichnung ermitteln.

Fertigt man eine maßstäbliche Zeichnung an, so kann man aus dieser Zeichnung neben der Richtung auch den Betrag der resultierenden Größe ermitteln. Dieses Verfahren nennt man auch Superpositionsprinzip vektorieller Größen.
Den Betrag der resultierenden vektoriellen Größe kann man auch rechnerisch ermitteln. Ein Beispiel ist unter dem Stichwort "Kräftezusammensetzung" zu finden.

Für eine Reihe von Anwendungen genügt es, mit den Beträgen der vektoriellen Größen zu rechnen. Das ist vor allem dann möglich und sinnvoll, wenn man nur mit einer vektoriellen Größe arbeitet oder wenn die Größen gleiche oder entgegengesetzte Richtung haben. Für den Betrag einer Größe schreibt man das Formelzeichen ohne den Pfeil darüber oder man setzt das Formelzeichen mit Pfeil in Betragsstriche:

| F → | = 12   N

bedeutet: Die Kraft hat einen Betrag von 12 Newton.

F = 12 N

bedeutet ebenfalls: Die Kraft hat einen Betrag von 12 Newton.

  • Addition gleich gerichteter vektorieller Größen
Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Vektorielle Größen." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/vektorielle-groessen (Abgerufen: 20. May 2025, 17:10 UTC)

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Physikalische Begriffe

Um Körper, Stoffe, Vorgänge oder Zusammenhänge beschreiben, vergleichen und charakterisieren zu können, nutzt man physikalische Begriffe. Allgemein versteht man unter einem Begriff eine gedankliche Widerspiegelung einer Klasse von Objekten (Körper, Stoffe, Vorgänge usw.) aufgrund ihrer gemeinsamen Merkmale.
Damit jeder unter einem Begriff ein- und dasselbe versteht, werden Begriffe in der Physik eindeutig definiert. Dadurch unterscheidet sich die Fachsprache auch von der Umgangssprache

Definieren

Definieren ist eine Tätigkeit, die eng mit physikalischen Begriffen, speziell mit Größen, verbunden ist. Beim Definieren wird ein Begriff durch die Festlegung wesentlicher, gemeinsamer Merkmale eindeutig bestimmt und von anderen Begriffen unterschieden. Wichtig ist dabei, dass eine Definition zweckmäßig sein muss und nicht im Widerspruch zu anderen Festlegungen stehen darf.

Physikalische Größen

Physikalische Größen sind spezielle Fachbegriffe. Sie unterscheiden sich von anderen Fachbegriffen dadurch, dass sie messbare Eigenschaften von Objekten beschreiben. Neben der physikalischen Bedeutung kann auch der Wert der Größe in Form eines Zahlenwertes und einer Maßeinheit angegeben werden. Darüber hinaus gibt es für jede Größe ein Formelzeichen.
Bei den physikalischen Größen kann man unterscheiden zwischen vektoriellen und skalaren Größen sowie zwischen Zustands- und Prozessgrößen. Einen speziellen Charakter haben Erhaltungsgrößen und Wechselwirkungsgrößen. Gesondert abgehoben werden manchmal auch Stoffkonstanten und Naturkonstanten.

Internationales Einheitensystem (SI)

Im Internationalen Einheitensystem (SI) sind Basiseinheiten für sieben physikalische Größen festgelegt. Die meisten anderen Einheiten lassen sich aus diesen sieben Einheiten ableiten. Die Festlegungen über Einheiten sind international vereinbart und werden von der Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) getroffen. Als verbindliche Basiseinheiten wurden auf der 11. Generalkonferenz für Maß und Gewicht im Jahre 1960 die heute gültigen Einheiten festgelegt, deren Definition sich aber inzwischen teilweise verändert hat, wie bei der Sekunde und beim Meter.

Naturkonstanten

Einige physikalische Größen in der Natur haben einen bestimmten, festen Wert, der im Laufe der Zeit immer genauer bestimmt worden ist. Man nennt solche physikalischen Größen Naturkonstanten. Typische Beispiele für solche Naturkonstanten sind die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum als die größtmögliche in der Natur auftretende Geschwindigkeit, der absolute Nullpunkt der Temperatur als die tiefstmögliche Temperatur oder die Fallbeschleunigung, die angibt, welche Beschleunigung ein Körper im Gravitationsfeld beim Fall im luftleeren Raum hat.

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