텐서란 무엇인지 설명해보세요.

텐서란 크기와 2개 이상의 방향을 가지는 물리량이다. 실제 스칼라와 벡터 모두 특수한 텐서의 일종이다. 대표적인 텐서로는 다음과 같은 물리량이 있다.

응력(Stress) : ML^{-1}T^{-2}

투수율(permeability) : M^2

탄성계수 : ML^{-1}T^{-2}

n차원 공간에 속한 자연현상을 설명할 때

n0=1 개의 수로 대표되는 물리량이 n차원 공간의 스칼라이고

n1=n 개의 수로 대표되는 물리량이 n차원 공간의 벡터이다.

그래서 선 위에서만 움직이는 1차원 운동에서 스칼라와 벡터는 모두 1개의 수로 대표되며, 시공간과 같은 4차원 공간에서 묘사되는 4차원 스칼라인 물리량은 1개 그리고 4차원 벡터인 물리량은 4개의 수로 대표된다.


그림입니다. 원본 그림의 이름: mem00002c24323a.png 원본 그림의 크기: 가로 320pixel, 세로 292pixel ▲ 응력 텐서의 기하학적 표현

물리량 중에서 n0=1 또는 n1=n 개 뿐 아니라, n2=n×n 또는 n3=n×n×n 개 등으로 대표되는 물리량을 바로 텐서라고 부른다. 좀 더 정확히 말하면 n×n 개의 수로 대표되는 물리량을 2차 텐서, n×n×n 개의 수로 대표되는 물리량을 3차 텐서라고 부른다.

이런 방식으로 말하면 n개의 수로 대표되는 물리량을 1차 텐서라고 부르고 n0=1 개의 수로 대표되는 물리량을 0차 텐서라고 부르는 것이 그럴듯하지 않을까? 정말로 그렇다. 그런데 0차 텐서와 1차 텐서인 물리량이 가장 많으므로 특별히 스칼라와 벡터라고 이름을 따로 붙인 것이다.

기초상식

벡터와 스칼라의 차이는? 이를 실제 적용할 수 있는 예를 찾아 설명해보세요.

기초상식

밀도와 질량에 대해서 정의해보세요.

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