Come si ottiene la somma tra vettori
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Somma di vettori graficamente
In matematica e fisica, un vettore[a] è un’entità matematica come una linea o un piano. Un vettore è rappresentato da un segmento di linea, orientato nello spazio euclideo tridimensionale. Un vettore ha tre elementi: modulo, direzione e verso.[1] I vettori ci permettono di rappresentare quantità fisiche vettoriali, come quelle menzionate qui sotto.
In matematica, un vettore è definito come un elemento di uno spazio vettoriale. Questa nozione è più astratta e per molti spazi vettoriali non è possibile rappresentare i loro vettori per modulo e direzione. In particolare gli spazi infiniti dimensionali senza prodotto scalare non sono rappresentabili in questo modo. I vettori in uno spazio euclideo possono essere rappresentati geometricamente come segmenti di linea.
Le quantità vettoriali sono rappresentate da un’entità matematica chiamata vettore. In uno spazio euclideo di non più di tre dimensioni, un vettore è rappresentato da un segmento orientato. Così, un vettore è caratterizzato dai seguenti elementi: la sua lunghezza o modulo, sempre positivo per definizione, e la sua direzione, che può essere rappresentata dalla somma delle sue componenti vettoriali ortogonali, parallele agli assi delle coordinate; oppure dalle coordinate polari, che determinano l’angolo che il vettore forma con gli assi delle coordinate positive.[6] Il vettore può essere rappresentato dalla somma delle sue componenti vettoriali ortogonali, parallele agli assi delle coordinate; oppure dalle coordinate polari, che determinano l’angolo che il vettore forma con gli assi delle coordinate positive.
Esempi di addizione e sottrazione vettoriale
I vettori possono essere aggiunti e moltiplicati per gli scalari. L’addizione vettoriale è associativa (Equazione 2.8) e commutativa (Equazione 2.7), e la moltiplicazione vettoriale per una somma di scalari è distributiva (Equazione 2.9). Inoltre, la moltiplicazione scalare per una somma vettoriale è distributiva:
In un sistema di coordinate cartesiane dove i^i^ denota l’est geografico, j^j^ denota il nord geografico e k^k^ denota l’altitudine sul livello del mare, un convoglio militare avanza la sua posizione attraverso un territorio sconosciuto con velocità v→=(4.0i^+3.0j^+0.1k^)km/hv→=(4.0i^+3.0j^+0.1k^)km/h. Se il convoglio dovesse ritirarsi, in quale direzione geografica si muoverebbe?
Questa equazione vettoriale significa che dobbiamo avere contemporaneamente Ax-Bx=0Ax-Bx=0, Ay-By=0Ay-By=0Ay-By=0 e Az-Bz=0Az-Bz=0. Quindi possiamo scrivere A→=B→=B→A→=B→ se e solo se le componenti corrispondenti dei vettori A→A→ e B→B→ sono uguali:
Risolvere i vettori nelle loro componenti scalari (cioè trovare le loro componenti scalari) ed esprimerle analiticamente sotto forma di componenti vettoriali (date dall’equazione 2.19) ci permette di usare l’algebra vettoriale per trovare somme o differenze di molti vettori analiticamente (cioè, senza usare metodi grafici). Per esempio, per trovare la risultante di due vettori A→A→ e B→B→, li sommiamo semplicemente componente per componente, come segue:
Esempi di addizione vettoriale
L’idea di addizione vettoriale appare quando eseguiamo un’operazione di addizione vettoriale. Per esempio, se usiamo il metodo del triangolo per sommare due vettori A e B, dobbiamo disegnarli consecutivamente (rispettando i loro moduli, direzioni e sensi), facendo coincidere l’origine di B con l’estremità A; la somma vettoriale A + B avrà come origine l’origine A e come estremità l’origine di B.
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– Grandezze fisiche fondamentali: sono quelle grandezze fisiche che sono state scelte per convenzione e che permettono di esprimere qualsiasi altra grandezza fisica in termini di esse. Pertanto, solo le quantità fisiche fondamentali possono essere definite senza fare uso di altre quantità fisiche.
Per definire quantità fisiche di qualsiasi tipo, è necessario riferirle a un particolare sistema di unità o sistema di misura. Il più usato dalla comunità scientifica mondiale è il Sistema Internazionale di Unità (SI).
Il Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI) consiste di sette unità fondamentali, chiamate anche unità di base, che sono usate per definire le corrispondenti quantità fisiche fondamentali.
– Grandezze fisiche derivate: sono le altre grandezze fisiche, che possono essere ottenute per combinazione o dalle grandezze fisiche fondamentali. Allo stesso modo, per la loro definizione completa, è necessario scegliere un sistema di unità. Il più usato è, come nel caso precedente, il Sistema Internazionale di Unità (SI).