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Suma de DOS vectores angulares o concurrentes

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Academic year: 2021

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(1)

F

1

y

o

x

q

=?

F

2

Suma de DOS vectores angulares o concurrentes

(2)

Ley de los Senos

Ley de los

Cosenos

Triángulo oblicuo:

aquel que no tiene

ningún ángulo recto

(3)

y

F

1

o

x

q

=?

F

2

(4)

FR

=

?

a

senA

b

senB

c

senC

y

A=?

60 N

40N

x

(5)

Suma de MÁS DE DOS vectores angulares o concurrentes

MÉTODO DEL POLÍGONO

d

1

d

2

d

3

Diagrama de cuerpo libre

y

x

d3=120 km d2=60 km d1=100 km d3=120 km

θ

E O N S E E O O S N N d2=60 km d1=100 km

d

R

=?

(6)

Método analítico:

1. Descomponer cada vector en sus componentes rectangulares

2. Calcular para cada vector la magnitud de la componente en X (usando la

función coseno) y la componente Y (usando la función seno).

3. Al conocer las magnitudes de todas las componentes en X y en Y para cada

vector, hacer la suma de las componentes en X y en Y, de tal forma que el

sistema original de vectores se reduzca a dos vectores perpendiculares; uno,

representando la resultante de todas las componentes X, y otro,

representando la resultante de todas las componentes Y.

4. Encontrar la magnitud resultante de los dos vectores perpendiculares

utilizando el teorema de Pitágoras.

5. Calcular el ángulo que forma la resultante con la horizontal, por medio de la

(7)

MÉTODO DEL TRIÁNGULO:

SE UTILIZA PARA SUMAR DOS VECTORES

SUPONGAMOS LOS SIGUIENTES VECTORES:

A

B

SERÍA:

B

A

A

B

B

A

PROCEDIMIENTO:

SE DIBUJA EL PRIMER VECTOR Y LUEGO, DESDE LA PUNTA DEL PRIMER VECTOR SE DIBUJA EL SEGUNDO VECTOR (PUNTA DEL

PRIMERO CON ORIGEN DEL SEGUNDO)

EL VECTOR SUMA SE DIBUJA DESDE EL ORIGEN DEL PRIMERO HASTA LA PUNTA DEL

(8)

ES UNA SUMA DE VECTORES, ENTRE EL PRIMER VECTOR Y EL OPUESTO DEL SEGUNDO VECTOR

A

B

ENTONCES, EL VECTOR RESTA SERÍA:

A

B

SUPONGAMOS LOS SIGUIENTES VECTORES:

APLICAREMOS EL MÉTODO DEL TRIÁNGULO PARA RESTARLOS

 

B

A

B

A

B

A

RESTA DE VECTORES

(9)

PRODUCTO ESCALAR

EL PRODUCTO ESCALAR DE DOS VECTORES A Y B, SE DENOTA

CONOCIDO TAMBIÉN COMO PRODUCTO PUNTO

• PRODUCTO – POR SER UNA MULTIPLICACIÓN

PARA DEFINIRLO SE DIBUJAN LOS VECTORES A MULTIPLICAR,

CON SUS ORIGENES JUNTOS EL RESULTADO DEL PRODUCTO ESCALAR DE DOS VECTORES,

ES UNA CANTIDAD ESCALAR, DE ALLÍ SU NOMBRE:

B

A

• ESCALAR – PORQUE EL RESULTADO ES UN ESCALAR

A

B

EL ÁNGULO

φ

ES EL MÁS PEQUEÑO FORMADO PÒR AMBOS VECTORES

(10)

LUEGO, SE PROYECTA UNO DE LOS VECTORES SOBRE EL OTRO (SE DEBE FORMAR UN ÁNGULO DE 90º)

EN ESTE CASO PROYECTAMOS EL VECTOR B SOBRE EL VECTOR A

B∙cos f es la magnitud de la componente Bx

SE DEFINE AL PRODUCTO ESCALAR COMO LA MAGNITUD DEL VECTOR

A, MULTIPLICADA POR LA PROYECCIÓN DE B SOBRE A; ES DECIR,

Cos

B

A

B

A

A

B

90

º

Cos

B

PROYECCIÓN DE B SOBRE A

EL PRODUCTO ESCALAR ES CONMUTATIVO:

A

B

B

(11)

PRODUCTO ESCALAR

 PRODUCTO ESCALAR DE LOS VECTORES UNITARIOS CARTESIANOS

A

i

A

j

A

k

 

B

i

B

j

B

k

B

A

X Y Z X Y Z

SI CONOCEMOS LAS COMPONENTES DE LOS VECTORES A MULTIPLICAR:

1

º

0

1

1

i

j

j

k

k

Cos

i

0

º

90

1

1

j

j

k

i

k

Cos

i

 PRODUCTO ESCALAR DE DOS VECTORES

k

A

j

A

i

A

A

X

Y

Z

k

B

j

B

i

B

B

X

Y

Z

(12)

PRODUCTO ESCALAR

k

k

B

A

j

k

B

A

i

k

B

A

k

j

B

A

j

j

B

A

i

j

B

A

k

i

B

A

j

i

B

A

i

i

B

A

B

A

Z Z Y Z X Z Z Y Y Y X Y Z X Y X X X

Z Z Y Y X X

B

A

B

A

B

A

B

A

APLICANDO PROPIEDAD DISTRIBUTIVA:

A

i

A

j

A

k

 

B

i

B

j

B

k

B

A

X Y Z X Y Z

APLICANDO LO QUE OBTUVIMOS EN EL PRODUCTO ESCALAR DE LOS

(13)

PRODUCTO VECTORIAL

EL PRODUCTO VECTORIAL DE DOS VECTORES A Y B, SE DENOTA

(CONOCIDO TAMBIÉN COMO PRODUCTO CRUZ)

• PRODUCTO – POR SER UNA MULTIPLICACIÓN

YA QUE EL RESULTADO ES UN VECTOR, TIENE LAS TRES CARACTERÍSTICAS DE UN VECTOR:

EL RESULTADO DEL PRODUCTO VECTORIAL DE DOS VECTORES, ES UNA CANTIDAD VECTORIAL, DE ALLÍ SU NOMBRE:

B

A

• VECTORIAL – PORQUE EL RESULTADO ES UN VECTOR

 MAGNITUD, O MODULO,  DIRECCIÓN, Y

(14)

PRODUCTO VECTORIAL

PARA DEFINIRLO SE DIBUJAN LOS VECTORES A MULTIPLICAR, CON SUS ORIGENES JUNTOS

B

A

C

A

B

EL ÁNGULO

φ

ES EL MÁS PEQUEÑO FORMADO PÒR AMBOS VECTORES

SUPONGAMOS QUE EL VECTOR RESULTANTE DEL PRODUCTO VECTORIAL ES:

 MAGNITUD, O MODULO, DE

C

ESTÁ DETERMINADA POR:

C

A

B

Sen

A

B

ÁREA=A·B·Sen φ

ESTA MAGNITUD ES NUMÉRICAMENTE IGUAL AL ÁREA DEL PARALELOGRAMO

(15)

PRODUCTO VECTORIAL

 DIRECCIÓN DE

C

EL VECTOR RESULTANTE ES PERPENDICULAR AL PLANO FORMADO POR LOS VECTORES QUE SE MULTIPLICAN

 SENTIDO DE

C

EJEMPLO:

PARA OBTENER EL SENTIDO DEL VECTOR RESULTANTE DEL PRODUCTO VECTORIAL, SE

APLICA LA REGLA DE LA MANO DERECHA

SUPONGA QUE EL PLANO FORMADO POR LOS DOS VECTORES ESTÁ SOBRE ESTA DIAPOSITIVA

ENTONCES, EL VECTOR RESULTANTE SALDRÍA O ENTRARÍA A ESTA DIAPOSITIVA

¿REGLA DE LA MANO DERECHA?

(16)

PRODUCTO VECTORIAL

LA REGLA DE LA MANO DERECHA ESTABLECE LO SIGUIENTE:

1) SE UNEN CUATRO DEDOS DE LA MANO DERECHA (EXCEPTO EL PULGAR), Y SE APUNTAN SUS EXTREMOS HACIA DONDE APUNTE EL PRIMER VECTOR A MULTIPLICAR; EN ESTE CASO, HACIA EL VECTOR A

B

A

C

2) SE ESTIRA EL DEDO PULGAR, HASTA FORMAR UN ÁNGULO DE 90º CON LOS CUATRO DEDOS RESTANTES DE LA MANO DERECHA

3) SE CIERRA LA MANO (LOS CUATRO PRIMEROS DEDOS), HACIA EL SEGUNDO VECTOR A MULTIPLICAR; EN ESTE CASO, HACIA EL VECTOR B

4) EL SENTIDO DEL VECTOR RESULTANTE, C, SERÁ HACIA DONDE APUNTE EL DEDO PULGAR DE LA MANO DERECHA

Referencias

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