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ANÁLISIS VECTORIAL I. Conceptos Previos 1. C. F. Escalar * Se definen mediante: MedidadeUnidadNúmero Puede ser: Positivo, Negativo o Nulo * Por ejemplo: Estatura de Gokú: 1,75 m Temperatura de un cubo de hielo: -4 °C Energía de una ensalada: 0 calorías 2. C. F. Vectorial * Se definen mediante: ón OrientaciMódulo ∙ Donde el módulo: MedidadeUnidadNúmero Puede ser: Positivo o Nulo ∙ Donde la orientación: SentidoDirección * Por ejemplo: El desplazamiento de un avión: 245 km hacia el N30°E La velocidad de un automóvil: 60 km/h hacia la derecha La fuerza gravitatoria sobre una persona: 780 N hacia abajo * Todas las C.F. Fundamentales también serán C.F. Escalares II. Vector * Se representa por medio se un segmento de recta orientado. * Veamos: · Se lee vector A: A · Se lee módulo del vector A: AA III. Multiplicación de un escalar con un vector * Si un vector se multiplica por un escalar se obtiene otro vector. Por ejemplo: 1. Concepto VectorialCantidad Vectorial Cantidad Escalar Cantidad MovimientodeCantidadVelocidadMasa VectorialCantidad Vectorial Cantidad Escalar Cantidad EléctricaFuerza EléctricoCampo deIntensidad Eléctrica Carga de Cantidad * La dirección y sentido del nuevo vector depende del escalar: Vectores Paralelos: BA y m = 1 ⇒ Vectores Iguales Vectores Antiparalelos: CA y m = -1 ⇒ Vectores Opuestos Vectores Colineales: CBA y , 2. Preguntas 26. Determine la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. El desplazamiento, la fuerza y la intensidad de corriente eléctrica son cantidades vectoriales. II. Un vector es un segmento de recta orientado (flecha). III. El módulo o magnitud de un vector es un número real II. FALSA Ya que el vector se representa por medio de una flecha Rpta. I. FALSA Ya que la intensidad de corriente eléctrica es una C.F. Escalar III. FALSA Ya que el módulo de un vector no puede ser un real negativo 27. Determine la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. Todas las cantidades físicas fundamentales son escalares. II. Si un vector se multiplica por un escalar, se puede obtener un vector antiparalelo al inicial. III. Si dos vectores son colineales entonces pueden encontrarse en rectas paralelas Rpta. I. VERDADERA Ya que las C.F. Fundamentales no requieren de una orientación para su definición II. VERDADERA Ya que tal situación se dará cuando el escalar sea una cantidad negativa III. VERDADERA Ya que los vectores colineales pueden encontrarse en una misma recta o en rectas paralelas 28. Señale las proposiciones correctas: I. El producto de un vector por un escalar es otro vector siempre paralelo al primero. II. Si , con n> 0, el módulo de es mayor que el módulo de III. Si , con n< 0 y n ∈ ℤ, el módulo de es menor que el módulo de BnA BnA B B A A Rpta. I. INCORRECTA Ya que dicho producto define un vector paralelo o antiparalelo al primero II. INCORRECTA Ya que si 0< n <1; ello provocaría que presente un mayor módulo que B A III. INCORRECTA Ya que n podría tomar valores como -1, -2, etc. Y eso haría que le módulo de sea mayor o igual al módulo de A B IV. Adición de Vectores * Es una operación que consiste en reemplazar un conjunto de vectores, por un vector llamado “suma” o “resultante”. * Examinemos los métodos: 1. Concepto * La adición de vectores es conmutativa y asociativa a. Método del Paralelogramo ∙ Donde: cos222 ABBAS Ley de Cosenos ∙ Veamos: · Si 𝜃 = 0°: BASmáx · Si 𝜃 = 180°: BASmín · Si 𝜃 = 90°: 22 BAS · Si A = B: Del gráfico: )2/cos(2 AS Si 𝜃 = 60° AS 3 AS Si 𝜃 = 120° b. Método del Polígono Donde: CBAS 30. Se tiene dos fuerzas de módulos invariantes, dispuestos sobre un plano, se sabe que el mayor y menor valor de su resultante es 16 kN y 4 kN, respectivamente. ¿Qué módulo tiene la resultante de dichas fuerzas cuando forman 60° entre sí, en kN? 2. Problemas Solución: * Piden S * A partir del enunciado: ∙ Por dato: kNFFSmáx 1621 kNFFSmín 421 ∙ Se deduce: kNFkNF 6 10 21 ∙ Ahora para 𝜃 = 60°: cos..2 21 2 2 2 1 FFFFS 60cos).6).(10(2610 22S kNS 14 )5,0.(12036100 S BA 33. Sean los vectores y , si =1, el coseno del ángulo que forman es 0,6 y el módulo de es 0,75, calcule el módulo del vector . A B B A Solución: * Piden A * A partir del enunciado: ∙ Recordar: cos.222 BABAS )6,0).(75,0.(275,01 22 AA 35,0 A AA 9,05625,01 2 04375,09,02 AA 35. Determine el módulo del vector resultante, en cm, del sistema mostrado Solución: * Piden S * A partir del enunciado: ∙ De la ley de cosenos: 60cos)6).(10(2)6()10( 22S 14 S)5,0.(12036100 S 36. Determine el módulo (en m) del vector resultante si el hexágono es regular y de 2 m de lado Solución: * Piden S * A partir del enunciado: ∙ Del gráfico: EDCBAS DACEBS CCCS CS 3 mCS 12)4.(33 ∙ A causa del hexágono: 4 C 40. Respecto a los vectores de la figura, determine el módulo de su resultante. PM = MR = 6, QR=5 Solución: * Piden S * A partir del enunciado: ∙ Del gráfico: DCBAS DCCS DCS 2 ∙ Por último: 222 DCS 22 512 S 13 S 42. Halle el módulo de la resultante de los vectores mostrados en el rectángulo. Solución: * Piden S * A partir del enunciado: ∙ Del gráfico: DCBAS CBADS CCS CS 2 22 12522 CS 26S 44. La figura muestra un cubo de 27 μ3 de volumen. Determine la magnitud, en μ, del vector resultante de los vectores mostrados Solución: * Piden S * A partir del enunciado: ∙ Del gráfico: 3 LS ∙ Por dato: 3LVol 327 L 3 L NOTA: Sabías que ∙ Del gráfico: )1...(.unAx )2...(. Bumx ∙ De m(1)+n(2): Bnumnxn unmAmxm .... .... BnAmxnm ..).( nm BnAm x .. * Veamos: * En general: nm BnAm x .. 46. Expresar en función de y . G: Baricentro x A B Solución: * A partir del enunciado: * Piden x ∙ Del gráfico: 11 ).(1.1 3 BA x 6 BA x 48. En la figura se muestra un cuadrado, en cuyo interior existe una semicircunferencia y una recta tangente. Exprese en función de y . x A B Solución: * A partir del enunciado: * Piden x ∙ Del Δ sombreado: 14 ).(1)75,0.(4 BA x 5 3 BA x 50. Sea el paralelogramo ABCD, donde M es punto medio de DC y 3DF=DB, calcule en función de y . x P Q Solución: * A partir del enunciado: * Piden x ∙ Del gráfico: QRP 2 PQR 5,05,0 ∙ Del Δ sombreado: 21 ).(2)5,0.(1 RP x 3 )5,05,0.(25,0 PQP x 3 5,0 PQ x 63 PQ x
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