|
|||
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.
|
|||
|