Хелпикс

Главная

Контакты

Случайная статья





Действия с векторами.



 

I. Механика.

1. Основы векторной алгебры.

Вектор – математическая величина, характеризуемая набором величин. Геометрически вектор – направленный отрезок прямой. Вектора равны, если они имеют одинаковую величину и направление:  = Û . В физике вектор – характеризуется набором 3-х величин: направлением, величиной и точкой приложения. Примеры: сила ( ), радиус – вектор ( ), перемещение (Δ ), скорость ( ), ускорение ( ) и т.д. Аксеальный вектор –характеризуется только направлением и величиной, направлен вдоль оси вращения Þ точки (•) приложения нет. Примеры: момент силы ( ), угол поворота (Δ ), угловая скорость ( ), угловое ускорение ( ) и т.д.

Проекция вектора на ось – скаляр со знаком. Для нахождения проекции аХ вектора  на ось Х необходимо опустить перпендикуляры из начала и конца вектора на ось Х, в результате получим точки с координатами Хан и Хак (рис.1). Проекция определится: аХ = Хак – Хан.

аХ > 0 при Хак > Хан; аХ < 0 при Хак < Хан; аХ = 0 при Хак = Хан (  ׀   X).

                                                                                                                                                                   

                                                                                                                                                             

 

                                                                             

 

 

Определим проекцию аХ для рис.1 относительно разных начал координат.

О1: аХ = 8 – 1 = 7 > 0;  О2: аХ = 5 – (– 2) = 7 > 0;     О3: аХ = – 1 – (– 8) = 7 > 0.

  

Действия с векторами.

1. Сложение векторов. Для нахождения суммы нескольких векторов необходимо один из них взять за первый, к его концу пристроить следующий и т.д. Сумма – это вектор с началом в начале первого и концом в конце последнего (рис.3а и 3б). В частном случае для сложения 2-х векторов является правило параллелограмма (рис.3с).

 


Длину |d| можно определить по формулам геометрии и через проекции |d| = ,

где: dY = aY + bY + cY, dX = aX + bX + cX.

 

2. Умножение векторов.

2.1. Умножение вектора на скаляр = вектор: = m ∙ .        

     m > 0 Û ↓↓ ;    m < 0 Û ↓↑ ; |m| > 1 Û |b| >|a|; |m| < 1 Û |b| <|a|.

 

2.2. Умножение вектора на вектор.

2.2.1. Скалярное умножение векторов = скаляр со знаком: с =  ∙  = |a| ∙ |b| ∙ cos( ).

     Свойства:  ∙  =  ∙ , т.к. cosα = cos(–α) – чётная.

    Физический смысл: с – это работа силы  ( ) на перемещении  ( ).

2.2.2. Векторное умножение векторов = вектор:  =  ×  = [  ; ].

      сХ = |a| ∙ |b| ∙ sin( ).

     Свойство:  ×  = – × , т.к. sin(–α) = – sinα – нечётная.

Вектор  направлен в сторону поступательного движения оси правого винта (рис.4).

                                                     Физический смысл.  =  ×  – момент силы  с радиус –

                                                      вектором .                                                                                                   

                                                         Геометрический смысл:  |с| = S параллелограмма,

                                                      построенного на векторах  и (рис.3с).                                                                                               

                                                                                                                                                                  

                                                                                                                                                                       

                                                                                                                                                                   

3. Деление векторов. Вектор на вектор не делится.                                                                                                                                                                

                                                                                                                                                                

                                                                                                                                                                     

                                                                                                                                                                  

                                                                                                                                                                 

                                                                                                                                                                      

 

 

 

 



  

© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.