Skalar (fisika)

Dalam fisika, skalar (atau besaran skalar) adalah besaran fisika yang tidak terpengaruh oleh perubahan basis ruang vektor (misalnya, transformasi sistem koordinat). Skalar umumnya disertai dengan satuan pengukuran, contohnya "10 cm". Perubahan basis ruang vektor mengubah deskripsi dari sebuah vektor, tapi tidak mengubah bentuk vektor itu sendiri. Sedangkan, skalar tidak terpengaruh sama sekali dengan perubahan tersebut. Definisi skalar yang fisik ini, dalam teori klasik seperti mekanika Newton, mengartikan rotasi maupun refleksi tidak akan mengubah nilai skalar; pada teori relativistik, nilai skalar tidak berubah ketika dikenai transformasi Lorentz maupun translasi ruang-waktu.

Sebuah skalar dalam fisika juga dapat berupa skalar dalam matematika (yakni elemen dari sebuah lapangan untuk mendefinisikan suatu ruang vektor). Besaran seperti jarak, volume, waktu, laju (magnitudo dari vektor kecepatan) adalah skalar yang secara fisika dan matematika mirip.

Besaran fisika

Seperti besaran fisika lainnya, besaran fisik dari skalar umumnya dinyatakan dengan sebuah bilangan dan unit pengukuran. Besaran ini dapat dianggap sebagai perkalian dari bilangan dengan unit yang digunakan. Sebagai contoh, jarak sebesar 1 km sama dengan 1×1000 m.

Setiap perubahan sistem koordinat dapat mengubah rumus yang digunakan untuk menghitung skalar, contohnya rumus jarak Euklidean yang mengharuskan basis bersifat ortonormal. Namun perubahan ini tidak mengubah nilai skalar. Vektor sendiri tidak berubah akibat pergantian sistem koordinat, tetapi deskripsi mereka (seperti angka-angka yang merepresentasikan vektor posisi) ikut berubah.

Skalar non-relativistik

Contoh besaran skalar adalah suhu, massa, volume, waktu, laju, dan potensi potensial listrik pada sebuah titik di dalam suatu medium. Jarak antara dua titik dalam ruang tiga dimensi adalah sebuah skalar, tapi arah dari satu titik ke titik yang lain tidak; karena mendeskripsikan arah memerlukan dua nilai, yakni sudut pada bidang horizontal, dan sudut dari bidang tersebut. Gaya tidak dapat dinyatakan sebagai sebuah skalar, karena ia memiliki besaran dan arah.

Skalar relativistik

Dalam teori relativitas, perubahan sistem koordinat terjadi akibat perubahan terhadap waktu. Sebagai akibatnya, beberapa besaran fisika yang berupa skalar dalam terminologi fisika klasik perlu digabung dengan besaran-besaran lain dan dianggap sebagai vektor empat dimensi atau sebagai tensor.

Catatan

1. Feynman, Leighton & Sands 1963

Referensi

• Feynman, Leighton & Sands 1963.
• Arfken, George (1985). Mathematical Methods for Physicists (edisi ke-third). Academic press. ISBN 0-12-059820-5. 
• Feynman, Richard P.; Leighton, Robert B.; Sands, Matthew (2006). The Feynman Lectures on Physics. 1. ISBN 0-8053-9045-6.