Почему скорость — вектор

Во многих книгах по физике можно встретить утверждение, что скорость есть вектор. Между тем внимательный взгляд на формулу скорости равномерного движения v = s/t поставит в тупик вдумчивого ученика. И путь, и время – величины скалярные, поэтому непонятно, каким образом после операции над скалярными величинами получается величина векторная. Оказывается, приведенная формула показывает, как вычислить значение скорости, и ничего не говорит о направлении скорости.

В учебниках физики дается более строгое понятие скорости, для определения которой надо знать перемещение точки и время перемещения. В отличие от пути перемещение есть величина векторная, потому что включает в себя ответ на два вопроса: на сколько переместилась точка (тело) и в каком направлении она переместилась? Рисунок 5 поясняет сказанное для движения точки по криволинейной траектории. Положение материальной точки на траектории определяется радиус-вектором , т. е. вектором, проведенным от некоторого, произвольно выбранного начала координат O к данной точке.

Если точка переместится из А в В, то радиус-вектор для ее нового положения будет , а разность их по правилу вычитания векторов будет равна вектору , направленному от A к B. Эта разность характеризует изменение положения точки в пространстве, т. е. ее перемещение. Отношение дает среднюю скорость перемещения на участке AB. Уменьшая все больше и больше промежуток времени Δt, а вместе с ним и , мы все ближе будем подходить к правильному определению скорости в данной точке в данный момент.

Интересно отметить, что в английских учебниках физики различают два понятия: velocity – скорость (векторная величина) и speed – быстрота движения (скалярная величина). Корень последнего термина мы встречаем в названии прибора для определения скорости автомобиля или мотоцикла – спидометр.