Ein Vektor ist eine visuelle Darstellung einer physikalischen Größe, die sowohl Größe als auch Richtung hat. Die Vektorphysik befasst sich mit den verschiedenen Kräften, die wirken, um die Richtung und Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers zu ändern. Die mathematischen Werkzeuge der Vektoranalyse bieten ein nützliches Mittel, um das Zusammenspiel von Naturkräften im physikalischen Universum zu beobachten und den Einfluss dieser Kräfte auf bewegte Materie vorherzusagen.
Vektoren werden durch Pfeile unterschiedlicher Länge symbolisiert. Die relative Länge jedes Pfeils stellt seine Größe dar, die Geschwindigkeit oder jede andere messbare Kraft sein kann. Jeder Pfeil hat eine bestimmte Richtung, die auf einer kartesischen Ebene mit den geografischen Achsen Nord, Süd, Ost und West angegeben wird. Der Schwanz jedes Vektors beginnt mit den kartesischen Koordinaten von (0,0) und die Position des Kopfes oder Pfeils gibt seine jeweilige Richtung an.
Die Werkzeuge der Vektoranalyse bieten ein Mittel zur Vorhersage der resultierenden Änderungen sowohl der Größe als auch der Richtung eines Körpers, der von äußeren Kräften beeinflusst wird. Zum Beispiel wird ein Flugzeug, das mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h genau nach Norden fliegt, letztendlich eine Änderung sowohl der Geschwindigkeit als auch der Richtung erfahren, wenn es auf einen Wind von 160.93 mph (25 km/h) aus Westen trifft. Die resultierende Richtung und Geschwindigkeit der Ebene kann mit Hilfe von maßstabsgetreu gezeichneten Vektoren berechnet werden.
Die Vektoranalyse und -auflösung wird üblicherweise auf einem XY-Achsen-Diagramm dargestellt, so dass jedem Vektor leicht eine Richtung und eine geeignete Größe zugewiesen werden kann. Die Vektoranalyse wird durchgeführt, um die resultierende oder Nettowirkung auf einen Körper aus einer oder mehreren Kräften zu bestimmen, die wirken, um seine Bewegung und Richtung zu ändern. Die Lösung vektorphysikalischer Probleme kann mit verschiedenen Methoden berechnet werden.
Einfache vektorphysikalische Probleme können gelöst werden, indem aus jedem der zwei verschiedenen Liniensegmente, die auf einer kartesischen Ebene aufgetragen sind, ein Parallelogramm konstruiert wird. Ähnliche gepunktete Linien, die von jedem der separaten Vektoren repliziert wurden, werden hinzugefügt und eine Linie wird am gegenüberliegenden Ende des konstruierten Parallelogramms gezeichnet. Die gezeichnete Linie symbolisiert die resultierende Richtung und Größe des Körpers, auf den die anderen Kräfte eingewirkt haben, um seine Richtung und Geschwindigkeit zu ändern.
Die Vektorphysik beschäftigt sich mit der Beziehung zwischen Kräften, die aufeinander einwirken, seien es große Körper in Bewegung oder Teilchen, die auf subatomarer Ebene miteinander wechselwirken. Die Lösung komplexerer Vektorprobleme kann durch Verwendung algebraischer oder trigonometrischer mathematischer Gleichungen gelöst werden, die die Addition oder das Produkt der verschiedenen Vektoren berechnen. Eine der frühesten Anwendungen der Vektoranalyse war ihre Verwendung zur genauen Beschreibung der Beziehung zwischen ausströmenden elektrischen und magnetischen Kräften, einer zentralen Komponente der Theorie des Elektromagnetismus, die erstmals im 19. Jahrhundert vom schottischen Physiker James Maxwell Clerk entdeckt wurde.