Monografias.com > Física
Descargar Imprimir Comentar Ver trabajos relacionados

Vectores en tres dimensiones




Enviado por luis miguel



    Monografias.com
    1 r r r r r r r r r r r a A b c r r r r FÍSICA PARA TODOS
    CARLOS JIMENEZ HUARANGA VECTORES EN TRES DIMENSIONES Los vectores
    pueden expresarse en función de SUMA DE VECTORES
    coordenadas, de la siguiente manera: r A = (a; b; c) Si se tiene:
    r A = (a1 ; b1 ; c1 ) B = (a2 ; b2 ; c2 ) r r r o de otra forma:
    A = a i + b j + c k r r r donde: i , j , k , son vectores
    denominados, vectores unitarios que indican la dirección
    de los ejes “x”, “y”, “z”
    respectivamente. z c ? A ? a ß y b x a r El módulo
    del vector A es igual: A = a 2 + b2 + c 2 Ejemplo: El
    módulo del vector: r A = i + 2 j + 2k Es igual a: A = 12 +
    22 + 22 ? A = 3 COSENOS DIRECTORES: cos2 a + cos2 ß + cos2
    ? = 1 r r Entonces: A + B = (a1 + a2 ; b1 + b2 ; c1 + c2 )
    Ejemplo: calcular el módulo del vector resultante de los
    siguientes vectores: A = (2; 1; – 2) r B = (1; – 3; 1) r C = (-1;
    1; – 1) La resultante de estos vectores es: R = A + B + C R = (2
    + 1 – 1; 1 – 3 + 1; – 2 + 1 – 1) r R = (2; – 1; – 2) r r r r
    También se expresa: R = 2 i – j – 2k El módulo de
    la resultante es: R = (2)2 + (-1)2 + (-2)2 = 9 R = 3 RESTA DE
    VECTORES r Si se tiene: A = (a1 ; b1 ; c1 ) B = (a2 ; b2 ; c2 ) r
    r Entonces: A – B = (a1 – a2 ; b1 – b2 ; c1 – c2 ) r r Ejemplo:
    Calcular: A – B cosa = ? a = A cosa r Si se tiene: A = (4; – 8;
    6) r B = (1; 4; 2) cos ß = ? b = A cosß A cos? = ? c
    = A cos? A a: ángulo que forma el vector ß:
    ángulo que forma el vector ?: ángulo que forma el
    vector r A con el eje x A con el eje y A con el eje z La resta de
    los vectores es: A – B = (4 – 1; – 8 – 4; 6 – 2) r r A – B = (3;
    – 12; 4) r r r r r También se expresa: A – B = 3 i – 12 j
    + 4k El módulo del vector resta es: r r A – B = (3)2 +
    (-12)2 + (4)2 r r A – B = 169 r r A – B =13
    http://fisica-pre.blogspot.com

    Monografias.com
    2 r r ? r r r r r r 1 2 3 r r FÍSICA PARA TODOS PRODUCTO
    DE VECTORES r r Producto escalar ( A · B ) Al multiplicar
    escalarmente dos vectores, se obtiene como resultado “un
    número”. Dicho número se obtiene
    multiplicando los módulos de los vectores y por el coseno
    del ángulo que forman dichos vectores. ? B ? A r r A
    · B = A B cos ? r Ejemplo: Si los módulos de los
    vectores A y B son A= 12, B=6 y el ángulo que forman
    dichos vectores es 60º. Calcular el producto escalar de
    ellos. A · B = A B cos? = (12)(6) cos60º r r r r A
    · B = (72)(0,5) ? A · B = 36 Ejemplo: Si se tiene
    los vectores: A = (1; 2; – 2) r B = (3; – 1; 2) r r Calcular el
    producto escalar A · B r r A · B = (1)(3) + (2)(-1)
    + (-2)(2) r r A · B = 3 -1 -4 r r A · B = -2 Caso
    particular: Cuando dos vectores son perpendiculares entre
    sí, el producto escalar de ellos es “CERO” r r
    A · B = 0 r r Ejemplo: Si los vectores A y B son
    perpendiculares entre si, hallar el valor de “a” A =
    (a; 2; – 2) y B = (3; – 1; a) r r Si son perpendiculares, se
    cumple: A · B = 0 Osea: (a)(3) + (2)(-1) + (-2)(a) = 0 3a
    – 2 – 2a = 0 ? a = 2 CARLOS JIMENEZ HUARANGA r r
    Producto vectorial ( A × B ) Al multiplicar vectorialmente
    dos vectores se obtiene como resultado a otro vector. El
    módulo de ese vector es igual al producto de los
    módulos de los vectores a multiplicar y por seno del
    ángulo que forman entre sí. r r A × B = A B
    sen? La dirección de dicho vector es perpendicular al
    plano que contiene a los vectores A y B ? ? A×B ? B 2 ? A r
    r Si los vectores A y B son dados de la siguiente forma: A = (1;
    2; 3) y B = (4; 5; 6) Su productor vectorial se determina
    así: i j k ? ? A×B= 4 5 6 r r r r r A× B = (2
    × 6 – 5 × 3)i – (1× 6 – 4 × 3) j +
    (1× 5 – 4 × 2)k r r r r r A× B = (12 – 15)i –
    (6 – 12) j + (5 – 8)k r r r r r A × B = -3i + 6 j – 3k Si
    se desea calcular el módulo del producto vectorial se
    procede a efectuar así: r r r r r A × B = -3i + 6 j
    – 3k r r A× B = (-3)2 + (6) 2 + (3) 2 r r A× B = 9 +
    36 + 9 = 54 r r A× B = 3 6
    http://fisica-pre.blogspot.com

    Monografias.com
    3 r r r A r r r r Entonces: u = = A r r r r r r r r u = + + r r r
    y r r r r r r r FÍSICA PARA TODOS ¿Cómo se
    determina el vector unitario de CARLOS JIMENEZ HUARANGA PROBLEMAS
    PROPUESTOS un vector? 1. Calcular la resultante (R) de los
    siguientes El vector unitario de cualquier vector A r Se expresa
    de la siguiente manera: u = A Ejemplo: Para determinar el vector
    unitario r r del vector: A = 2i + j + 2k , se determina en primer
    lugar, su módulo: A = 22 + 12 + 22 ? A = 9 ? A = 3 r r r r
    r A 2i + j + 2k 3 r El vector unitario del vector A , es igual a:
    3 vectores: r r A = 2i + j – 3k r r r r B = i + 3 j + 2k r r r r
    C = -4i – j + 2k r r r r r r r r A) R = i + 3 j + 3k B) R = -i +
    3 j + k r r r r r r r r C) R = -i + 3 j – k D) R = i + 3 j + k r
    r r r E) R = -i + 5 j + k r 2.- Determine el módulo del
    vector F , si: F = 2 A – B + 3C A = 2i + j + k r r r r B = i – j
    + 2k r r r r C = -i + 3 j – 2k r 2i j 2k 3 3 3 r r r A) 6 B) 6 2
    D) 6 5 E) 12 C) 6 3 r ¿Cómo se determina la
    ecuación vectorial de un vector? z (6; 3; 5) ? A (2; 4; 1)
    x r El vector A está entre los puntos: (2; 4; 1) y (6; 3;
    5) Su ecuación vectorial se obtiene restando el punto del
    extremo del vector menos el punto del origen del vector: A = (6;
    3; 5) – (2; 4; 1) A = (6 – 2; 3 – 4; 5 – 1) A = (4; -1; 4)
    r r r r A = 4i – j + 4k 3. Si el módulo del vector A es
    igual a 3, calcular el módulo del vector B : A = (1; a; a)
    ; B = (2a; a; 4) A) 4 B) 4 2 C) 6 D) 6 2 E) 10 4. Determine los
    valores de m y n si se cumple la siguiente relación: A =
    mB + nC r r r r r r r A = i – j ; B = 2i + j + 3k ; r r r r C = i
    + j + 2k Dar como respuesta: m+ n A) 0 B) -1 C) +1 D) +2 E) -2 r
    5. Un vector A tiene su origen en el punto (2; -1; -2) y su
    extremo (flecha) en un punto “P”; un segundo vector B
    se inicia en el punto “P” y termina en el punto (-3;
    1; 3). Calcular el módulo del vector resultante de estos
    dos vectores. A) 2 6 B) 3 6 D) 5 6 E) 6 6
    http://fisica-pre.blogspot.com C) 4 6

    Monografias.com
    4 r r z r r y 1 r 2 r 2 r 1 r 1 r 1 r r r r A) 1 r 2 r 2 r 1 r 2
    r 2 r 1 r 2 r 2 r r x FÍSICA PARA TODOS 6. Dos vectores
    parten de un mismo punto “P” y uno de ellos termina
    en el punto (3; -2; -1) y el otro en el punto (2; -4; -2).
    Calcular el módulo de la resta de estos vectores. CARLOS
    JIMENEZ HUARANGA r a = (m; n; – 4) ; b = (n; – 1; p) y r c = (3;
    p; m) A) 0 B) +1 C) -1 D) +2 E) -2 A) 6 D) 5 B) 2 E) 2 6 C) 3 r
    10. Si se tiene: a = (3; 1; – 4) y b = (-2; 3; 1) . r r Calcular:
    a · b r 7. Calcular el vector unitario del vector A . A)
    +7 D) +1 B) -7 E) 0 C) -1 ? A (2; 1; 3) r r 11. Si los vectores A
    y B son perpendiculares entre sí, determine el valor de
    “a”. A = (a; – 2; 3) y B = (2; 1; – a) x (4; -3; -1)
    A) 0 D) +2 B) +1 E) -2 C) -1 3 3 3 6 3 3 i + j + k B) i + j + k
    12. En la figura se tiene a los vectores A ; B y C
    perpendiculares entre sí. Indique la expresión
    correcta que C) i + j – k D) i – j + k 3 3 3 3 3 3 E) – i + j + k
    3 3 3 represente la figura. ? C ? A ? B r 8. Calcular la
    resultante de los vectores A y B , ubicados en el siguiente cubo
    de 2 unidades de arista. r r r A) A × B = C r r r C) A
    × C = B r r r E) B × A = – C r r r B) C × A = B
    r r r D) B × C = A z ? B 13. Un vector forma 60º con
    el eje “x”, 120º con el eje “y”,
    ¿qué ángulo forma dicho vector con el eje
    “z”? A) 30º B) 45º C) 60º ? A y D)
    120º E) 180º 14. El resultado de efectuar el producto
    escalar de dos vectores da como resultado r r r A) i + 2 j + 2k r
    r r C) 2i + 4 j – 2k r r r E) 2i – 4 j – 2k r r r B) 2i + 4 j +
    2k r r r D) 2i – 4 j + 2k una cantidad igual al módulo del
    producto vectorial de los mismos vectores. ¿Qué
    ángulo forman dichos vectores? A) 30º B) 37º C)
    45º D) 60º E) 90º r r r 9. Si la resultante de los
    vectores a ; b y c es nula, calcular: m + n + p. r r 15.
    ¿Qué ángulo forman los vectores A y B r r r
    r r si se sabe que: A = 2k y B = i + j
    http://fisica-pre.blogspot.com

    Monografias.com
    5 z y FÍSICA PARA TODOS CARLOS JIMENEZ HUARANGA A) 0 B) +1
    C) -1 A) 0º B) 45º C) 60º D) +2 E) -2 D) 90º
    E) 120º 19. El vector ubicado en el cubo de arista 16.
    ¿Qué ángulo forman los vectores: r r r r r r
    r r A = i + 2 j + 2k y B = – i + j + k igual a 1, tiene un
    módulo igual a 3 3 . Determine su ecuación
    vectorial. A) 30º D) Arc tg 2 B) 60º C) 90º E) Arc
    tg 3 r r 17. Calcular el producto vectorial: A × B r r A =
    (2; – 3; 1) y B = (1; – 2; – 1) A) (5; 3; -1) B) (5; -3; -1) C)
    (-5; 3; 1) D) (1; 3; -1) E) (1; -1; 3) 18. En la siguiente figura
    se tiene un cubo de x r r r A) i + j + k B) r r r C) 3i + 3 j +
    3k D) r r r E) 3i + 3 j + 3k r r r 2i + 2 j + 2k r r r 3i – 3 j +
    3k arista igual a 1, y en él dos vectores. Determine el
    producto escalar de dichos vectores. z r r 20. Se sabe que los
    vectores A y B son r r perpendiculares entre sí. Calcular:
    A × B r r r r r r r r A = i – aj + k y B = 2i + 2 j + ak ?
    A ? B y A) 3 D) 6 2 B) 3 2 E) 12 C) 6 x
    http://fisica-pre.blogspot.com

    Nota al lector: es posible que esta página no contenga todos los componentes del trabajo original (pies de página, avanzadas formulas matemáticas, esquemas o tablas complejas, etc.). Recuerde que para ver el trabajo en su versión original completa, puede descargarlo desde el menú superior.

    Todos los documentos disponibles en este sitio expresan los puntos de vista de sus respectivos autores y no de Monografias.com. El objetivo de Monografias.com es poner el conocimiento a disposición de toda su comunidad. Queda bajo la responsabilidad de cada lector el eventual uso que se le de a esta información. Asimismo, es obligatoria la cita del autor del contenido y de Monografias.com como fuentes de información.

    Categorias
    Newsletter