“Skaler büyüklük” nedir? Skaler büyüklüklerin özellikleri nelerdir?

Bu yazımızı skaler büyüklüklerle alakalı aklınıza takılan sorulara yanıt bulabilmek için hazırladık. Skaler büyüklük nedir, skaler büyüklüklerin özellikleri nelerdir ve hangi büyüklükler skaler büyüklüklere örnektir?

Fiziksel dünyayı anlamak için temel kavramları öğrenmek ve tanımak çok önemlidir. Skaler büyüklükler de fizikteki en temel kavramlardan biridir. Hem günlük yaşamda hem de fiziğin her alanında karşımıza çıkar. Fiziksel dünyada sadece büyüklüğü ile ölçtüğümüz kavramlara skaler büyüklükler diyoruz.

“Skaler büyüklük” nedir?

Yalnızca sayısal bir değer belirten yönsüz fiziksel niceliklere skaler büyüklük deriz. Bir skaler büyüklükten bahsettiğimizde yön bilgisi belirtmeye ihtiyaç duymayız. Yani, yalnızca bir sayı ve birimle ifade edebiliriz. Bir vektörel büyüklükten bahsederken ise büyüklükle birlikte yön ve doğrultu da belirtmemiz gerekir. Örneğin, ivmeden bahsedelim. İvme, bir cismin hızındaki değişimdir diyebiliriz değil mi? Elbette, ancak eksik bir tanımlama yapmış oluruz. Bir cismin ivmesi hareket ettiği yöndeki hızın değişimini gösterir, bu nedenle vektörel büyüklüktür. Vektörel büyüklükler ile ilgili aklına takılan sorulara bu yazımızı inceleyerek cevap bulabilirsin.

Örneğin, bir nesnenin boyunu ölçtüğümüzde bu uzunluk değeri yalnızca o nesnenin uzunluğu hakkında bize bilgi verir ancak nesnenin yönü hakkında bir bilgi vermez. Dolayısıyla uzunluk skaler büyüklüktür diyebiliriz.

Yönsüz olmaları nedeniyle skaler büyüklüklerle matematiksel işlemleri kolayca yapabiliriz. Skaler büyüklüklerin özelliklerinden bahsederek skaler büyüklükleri örneklerle ve vektörel büyüklerle karşılaştırarak daha detaylı inceleyelim.

Skaler büyüklüklerin özellikleri

Skaler büyüklüklerin birkaç önemli özelliği vardır. Bunları tanımlamamız gerekirse:

Yönsüzdürler

Skaler büyüklüklerin en temel özelliği herhangi bir yön belirtmemeleri yani yönsüz olmalarıdır. Bu nedenle skaler büyüklüklerle matematiksel işlemleri kolaylıkla yapabiliriz.

Birimle ifade edilirler

Yönsüz olmalarının yanı sıra skaler büyüklüklerin bir diğer özelliği ise ölçüldükleri birime sahip olmalarıdır.

Matematiksel işlemleri kolayca uygulayabiliriz

Skaler büyüklükleri kullanarak toplama, çıkarma, çarpma ve bölme işlemlerinin tamamını yapabiliriz. Vektörel büyüklükleri birbirine bölemeyiz, ancak skaler büyüklükleri birbirine bölebiliriz. Bu, vektörel büyüklükler ile skaler büyüklükler arasındaki en önemli farklardan biridir.

Skaler Büyüklük Örnekleri

Skaler büyüklükleri ifade ederken, o büyüklüğün sayısal değerini ve birimini belirtmemiz yeterli olur. Skaler büyüklüklere örnek vermemiz gerekirse;

Uzunluk: Uzunluk bir nesnenin boyutunu ifade eder fakat o nesnenin yönüyle ilgili bize bir bilgi vermez. Örneğin, 1 metre uzunluğunda bir çubuk, 3 santimetre uzunluğunda bir çizgi, 5 kilometre uzunluğunda bir yol gibi yalnızca sayı ve birimle ifade edebiliriz. Uzunluğu ölçmek için farklı araçlar kullanabiliriz. Kullanılan ölçüm sistemine göre farklı uzunluk birimlerinden bahsedebiliriz. 

Metrik sistemde metre ile ifade edilirken Amerikan ölçü sistemlerinde inç ya da feet birimiyle ifade edebiliriz. Ölçtüğümüz değeri ifade ederken birimiyle ifade ederiz ve yön bilgisi belirtmeyiz. Bu nedenle uzunluk skaler büyüklüktür.

Kütle: Kütle bir nesnenin herhangi bir kuvvet tarafından ivmelenmeye karşı gösterdiği direnç olarak ifade edilebilir. Uzunluk örneğinde olduğu gibi kütle bize herhangi bir yön bilgisi vermez. Yani yalnızca sayısal özelliğe sahiptir ve bu nedenle skaler büyüklüktür. Kütleyi tartı ya da terazi gibi ölçüm araçlarıyla ölçeriz ve gram (g) ya da kilogram (kg) birimiyle ifade edebiliriz. Örneğin, 5 kilogram patates, 50 gram tuz şeklinde nesnenin kütlesi hakkında bilgi verebiliriz.

Zaman: Bir olayın, örneğin bir yolculuğun, ne kadar sürdüğünü belirten büyüklüktür. Bir diğer deyişle iki olay arasında geçen süreyi ifade eder ve saniye ile ifade edilir. Kütle ve uzunluk gibi zaman da yalnızca sayı ve birimle ifade edebildiğimiz, yön gerektirmeyen bir büyüklük olduğu için skalerdir. Yani zamanın herhangi bir yönü yoktur. Örneğin, “1 saat ders çalıştım” dediğimizde herhangi bir yön belirtme ihtiyacı hissetmeyiz, bu nedenle zaman da bir skaler büyüklüktür.

Enerji: Enerji, bir cismin ya da sistemin iş yapabilme yeteneği olarak ifade edilebilir ve joule (J) birimiyle ifade edilir. Enerji farklı formlarda var olabilir. Potansiyel enerji, kinetik enerji, elektrik enerjisi gibi farklı şekillerde karşımıza çıkabilirler. 

Örneğin bir yokuş düşünelim. Yokuşun en tepesinden bir topu bıraktığımızı hayal edelim. Topu bıraktığımız ilk anda potansiyel enerji en yüksek seviyededir. Top hareket etmeye başlarken bu potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür. Enerji bir yöne sahip değildir ve ölçülen değer ve Joule birimiyle ifade edilir. Dolayısıyla, yön gerektirmemesi nedeniyle enerji de skaler büyüklüktür.

Hacim: Hacim, bir cismin boşlukta ne kadar yer kapladığını ifade eden bir büyüklüktür. Hacmi litre (L) ya da metreküp (m3) gibi birimlerle ifade edilir. Bir nesnenin ne kadar kapasiteye sahip olduğunu gösterir.

Bir su bardağını düşünelim. Bu bardağı ağzına kadar suyla doldurduğumuzu hayal edelim. Suyun bardak içerisinde kapladığı yer, bardağın hacmini ifade eder. Hacim de herhangi bir yön içermeyen ve yalnızca büyüklükle ifade edilen büyüklüklerdendir. Bu nedenle de hacim skaler büyüklüklere örnektir.

Skaler büyüklüklerle ifade edilen diğer kavramları aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:

1. Elektriksel direnç: Bir cismin elektrik akımına karşı gösterdiği direncin büyüklüğünü ifade eder ve ohm (Ω) birimiyle gösterilir.
2. Sürat: Sürat ile hız kavramları birbirinin yerine kullanılsa da aslında birbirlerinden farklıdır. Sürat, gidilen toplam mesafeyi zamana bölerek bulunur ve skalerdir. Hız ise vektöreldir. Sürat, metre bölü saniye (m/s) ile ifade edilir.
3. Basınç: Fizikte basınç, bir yüzeye etki eden kuvvetin birim yüzeye düşen miktarıdır. Yani, birim yüzeye uygulanan dik kuvvetin büyüklüğüdür. Yönü yoktur ve pascal (Pa) ya da newton/metrekare (N/m2) ile ifade edilir. Bu nedenle basınç skaler büyüklüklere örnek gösterilebilir.
4. Sıcaklık: Sıcaklığı bir maddeyi oluşturan taneciklerin ortalama kinetik enerjisi olarak ifade edebiliriz. Sıcaklık da yöne sahip olmayan bir büyüklüktür ve Celsius (C°), Kelvin (K) ya da Fahrenheit (F°) gibi birimlerle ifade edilebilir. Yöne sahip olmaması nedeniyle sıcaklık da skaler büyüklüktür.

Skaler büyüklükler bunlarla da sınırlı değildir. Yoğunluk, ışık şiddeti, frekans, elektriksel akımın büyüklüğü gibi büyüklükler de skaler büyüklüklerdir. Aşağıda bazı skaler büyüklükleri ve vektörel büyüklükleri yan yana görebilirsiniz.

Skaler büyüklükler ve vektörel büyüklüklerin farkları

Vektörel büyüklükler konusundan hatırlayacağımız üzere vektörel büyüklükler, sayısal değerin yanı sıra yön bilgisi de içeren büyüklüklerdir. Yani bir vektörel büyüklük, şiddetin yanı sıra nesnenin yönü hakkında da bize bilgi verir. Skaler büyüklükler ise yön bilgisi gerektirmeyen ve yalnızca büyüklük değeriyle ifade edilebilen büyüklüklerdir. Skaler büyüklükler ve vektörel büyükler arasındaki farklara şöyle değinebiliriz:

Yön ve Doğrultu: Vektörel büyüklükler yön ve doğrultu içerirken skaler büyüklükler içermez. Örneğin bir cismin hızından bahsederken “Kuzey yönünde 5 m/s hızla ilerliyor.” dediğimizde vektörel bir büyüklükten bahsederiz ancak cismin süratini ifade etmek istediğimizde “5 m/s süratle hareket ediyor.” diyebiliriz.Bu durumda bir yön ve doğrultu belirtmeden yalnızca sayısal olarak cismin süratini ifade etmiş oluruz. Dolayısıyla hız vektörel, ancak sürat skaler büyüklüktür. Örneğin bir aracın göstergesinde gördüğümüz değer, bize aracın sürati ile ilgili bilgi verir ancak hızı hakkında bir şey söylemez.

Matematiksel işlemler: Aynı birime sahip skaler büyüklüklere toplama, çıkarma, çarpma ve bölme işlemlerini doğrudan uygulayabiliriz. Yani, 5 kilogram elma ile 3 kilogram portakalı topladığımızda toplamda 8 kilogram meyvemiz olduğunu söyleyebiliriz ya da 50 m/s süratle hareket eden bir cisim, iki katı süratle hareket etmeye başlarsa “100 m/s süratle hareket ediyor” diyebiliriz. Vektörel büyüklüklerde ise matematiksel işlemleri uygularken yöne ve doğrultuya dikkat etmemiz gerekir.
Skaler büyüklükler arasında toplama, çıkarma, çarpma ve bölme işlemlerini uygulayabiliyor iken, vektörel büyüklükler arasında bölme işlemini uygulayamayız.Dolayısıyla skaler büyüklükleri vektörel büyüklüklerden ayırt etmek istediğimizde sayısal değer ve birimin yanında yön ve doğrultu ifade edip etmediğine bakmamız gerekir.

Skaler büyüklüklerin önemi

Skaler büyüklükler hem fizikte hem günlük hayatta hem de birçok bilim ve mühendislik dalında karşımıza çıkar. Uzunluk, kütle, hacim ve sıcaklık gibi skaler büyüklükleri hem günlük hayatta hem de bilimsel ya da endüstriyel ölçümlerde sıkça kullanırız. 

Bunun yanı sıra elektrik akımı, enerji, basınç, ışık şiddeti ve frekans gibi skaler büyüklükleri de sıklıkla bilim ya da mühendislik hesaplamalarında kullanırız. 

Günlük hayatımızın çeşitli yerlerinde karşımıza çıktığı gibi hayatımızı kolaylaştıran ya da bilimsel keşiflere ulaşmamızı sağlayan birçok alanda da skaler büyüklüklerle karşılaşırız, hesaplamalar ve ölçümler yaparız. Bu nedenle skaler büyüklükler hem günlük hayatımız için, hem de bilim ve endüstri için çok önemlidir.

Skaler büyüklüklerle ilgili örnek sorular

Faydalı İçerikler