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Vectors in the plane.

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Vectores en el Plano

physicsleninac@hotmail.com

 

Introducción

 

Escalares y vectores

Escalar. Un escalar es cualquier cantidad física positiva o negativa que se puede especificar por completo mediante su magnitud. La longitud, la masa y el volumen son ejemplos de cantidades escalares.

Vector. Un vector es cualquier cantidad física que requiere tanto de magnitud como de dirección para su descripción completa. En física, algunas cantidades vectoriales encontradas con frecuencia son fuerza, posición y momento. Un vector se representa gráficamente mediante una flecha. La longitud de la flecha representa la magnitud del vector y el ángulo θ entre el vector y un eje fijo define la dirección de su línea de acción. La cabeza o punta de la flecha indica el sentido de dirección del vector, como se ve en la figura:

 

 

Representación y Composición

 

Su represetanción: Algebraica y geométrica:

     ``

Calculando: caraterísticas de un vector:

 

   LinearAlgebra[Norm](`#mover(mi("A"),mo("→"))`) = sqrt(A[x]^2+A[y]^2)     Magnitud (longitud)

 

   theta = arctan(A[y]/A[x])        Dirección

  Vectores Unitarios

  `#mover(mi("i"),mo("&OverBrace;"))` = `<,>`(1, 0)   `#mover(mi("j"),mo("&OverBrace;"))` = `<,>`(0, 1)

 

  Podemos crear un vector a partir de una magnitud:

   `#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))`[x] = A[x]*`#mover(mi("i"),mo("&OverBrace;"))`     y    `#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))`[y] = A[y]*`#mover(mi("j"),mo("&OverBrace;"))`   entonces `#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))` = `#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))`[x]+`#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))`[y]

   `#mover(mi("U"),mo("&circ;"))`[A] = `#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))`/LinearAlgebra[Norm](`#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))`)   vector unitario del vector `#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))`

 

Componentes de un vector``

``

``

Descomposición de los vectores `#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))`  y  `#mover(mi("B"),mo("&rarr;"))`:

 

   `#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))` = `#mover(mi("A"),mo("&rharu;"))` and `#mover(mi("A"),mo("&rharu;"))` = A     y      `#mover(mi("B"),mo("&rarr;"))` = `#mover(mi("B"),mo("&rharu;"))` and `#mover(mi("B"),mo("&rharu;"))` = B    convención

 

  
`#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))` = `<,>`(A[x], A[y]) and `<,>`(A[x], A[y]) = `<,>`(LinearAlgebra[Norm](`#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))`)*cos(beta), LinearAlgebra[Norm](`#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))`)*sin(beta))

   
`#mover(mi("B"),mo("&rarr;"))` = `<,>`(B[x], B[y]) and `<,>`(B[x], B[y]) = `<,>`(LinearAlgebra[Norm](`#mover(mi("B"),mo("&rarr;"))`)*cos(alpha), -LinearAlgebra[Norm](`#mover(mi("B"),mo("&rarr;"))`)*sin(beta))

      Vectores hacia ↑ y →   son  positivos (+)

    Vectores hacia ↓ y ←   son negativos (-)

   
R[x] = (A[x]+B[x])*`#mover(mi("i"),mo("&circ;"))` and (A[x]+B[x])*`#mover(mi("i"),mo("&circ;"))` = (LinearAlgebra[Norm](`#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))`)*cos(beta)-LinearAlgebra[Norm](`#mover(mi("B"),mo("&rarr;"))`)*cos(alpha))*`#mover(mi("i"),mo("&circ;"))`

  
R[y] = (A[y]+B[y])*`#mover(mi("j"),mo("&circ;"))` and (A[y]+B[y])*`#mover(mi("j"),mo("&circ;"))` = (LinearAlgebra[Norm](`#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))`)*sin(beta)+LinearAlgebra[Norm](`#mover(mi("B"),mo("&rarr;"))`)*sin(alpha))*`#mover(mi("j"),mo("&circ;"))`

  `#mover(mi("R"),mo("&rarr;"))` = R[x]+R[y]   resultante de sumar `#mover(mi("A"),mo("&rarr;"))`+`#mover(mi("B"),mo("&rarr;"))`

    Psi = arctan(R[y]/R[x]) dirección y también tiene: `#mover(mi("U"),mo("&circ;"))`[R] = `#mover(mi("R"),mo("&rarr;"))`/LinearAlgebra[Norm](`#mover(mi("R"),mo("&rarr;"))`)

 

NULL

``

Operaciones con vectores

 

Suma y diferencia

NULL

NULL

NULL

NULL

Sea A y B vectores que pertenecen a un espacio vectorial bidimensional, para todas sus componentes (x,y) pertenecientes a los números reales:

  A = `<,>`(A[x], A[y])   B = `<,>`(B[x], B[y])

entonces:

     
A+B = `<,>`(A[x], A[y])+`<,>`(B[x], B[y]) and `<,>`(A[x], A[y])+`<,>`(B[x], B[y]) = `<,>`(A[x]+B[x], A[y]+B[y])

     
A-B = `<,>`(A[x], A[y])-`<,>`(B[x], B[y]) and `<,>`(A[x], A[y])-`<,>`(B[x], B[y]) = `<,>`(A[x]-B[x], A[y]-B[y])

        R = A+`&+-`(B)

  "||R||=sqrt(((A[x]+/-B[x])^(2)+(A[y]+/-B[y])^(2))"

 

    

 

 

``

NULL

NULL

Ejercicios modelo

 

``

``

 

Determine las componentes x e y de cada una de las fuerzas mostradas:``

``

``

``

``

``

``

``

``

Ingrese la magnitud (medida) del vector fuerza :

 

 F[1] =  N  y   F[2] = N   2IC

  α =     ° rad  β = ° rad

  F[3] = N   2IIC

   θ = ° rad

 

     

  NNULL

    

  N``

  

  NNULL``

  

  NNULL``

  

  N````

  

  NNULL``

 

   

  

 

``

 

``

Conociendo que alpha = 35^o determine la resultante de las tres fuerzas que se muestran:

``

 

``

``

Ingresando las direcciones y las magnitudes de las fuerzas:

   α = ° rad β = ° rad

``

Fuerzas

F[1] =   NNULL``NULL

``

  

F[2] =   N``NULL``

  

  

F[3] =   N``NULL``

 

  

``

"R[x]=" 

"R[y]="  ``

``

 

 gamma  =

 

 "R="

NULL

``

         

 
 

 

 

Sabiendo que la tensión en la cuerda AC es de 365 N, determine la resultante de las tres fuerzas ejercidas en el punto C del poste BC.

NULL

 

NULL

NULL

NULL

NULL

NULL

Calculando las componentes de la fuerza AC:

    F[x] = T*x/L        F[y] = T*y/L

 

  posición en x = mm ,   posición en y =  mm

                     L =  mm                       T =  mm

 

    angulo de F[1] : cateto adyacente   cateto opuesto  

   angulo de F[2] : cateto adyacente   cateto opuesto  

          =  

          =  

    

NULL

 NULL

NULL

Dada la posición.

NNULL

NNULL

NULL N

N``NULL

N``NULL

   NNULL

N``NULL

N``NULL

NULL

"R[x]="

"R[y]=" NULL

 

 δ  =

 

 "R="

NULL

NULL

NULL

         

NULL

 

 

 

 

 

NULL

``

NULL

``

NULL

``

NULL