Magnitudes físicas escalares y vectoriales. Algebra vectorial.

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1 Magnitudes físicas escalares y vectoriales. Algebra vectorial.
C 2 MAGNITUDES FÍSICAS. Magnitudes físicas escalares y vectoriales. Algebra vectorial. Ejemplos Bibliog. Sears, Física universitaria 1999, Hewitt, Física conceptual 1999

2 Magnitudes físicas Escalares Vectoriales
por su naturaleza

3 Magnitudes físicas Sin embargo si usamos vectores para representar a las magnitudes físicas se requiere entonces de un numero menor de ecuaciones matemáticas para expresar las relaciones entre las magnitudes. Los vectores permiten esta economía de expresión en numerosas leyes de la Física. A veces la forma vectorial de una ley física nos permite ver relaciones o simetrías que de otro modo estarían veladas por ecuaciones algebraicas engorrosas. Muchas de las leyes de la física implican no sólo relaciones algebraicas entre cantidades sino también relaciones geométricas. En ocasiones las relaciones geométricas complican las relaciones algebraicas entre las magnitudes físicas.

4 Magnitudes físicas Escalares Vectoriales
Asociadas a propiedades que pueden ser caracterizadas a través de una cantidad Asociadas a propiedades que se caracterizan no sólo por su cantidad sino por su dirección y su sentido

5 Escalares Magnitudes físicas Vectoriales
Masa, densidad, temperatura, energía, trabajo, etc Magnitudes físicas Vectoriales Velocidad, fuerza, cantidad de movimiento, aceleración, torque, etc.

6 Bases para el estudio del movimiento mecánico
SR: Cuerpos que se toman como referencia para describir el movimiento del sistema bajo estudio. Se le asocia Sistema de Coordenadas y x z x(t) y(t) z(t) Observador Reloj

7 Movimiento plano

8 Movimiento plano

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10 Dirección x y z Vectores A Ap x y Notación A Módulo A > 0

11 Propiedades de Vectores
Dados A y B, si A = B entonces A = B Todo vector se puede desplazar paralelamente a si mismo

12 Suma de Vectores A C B C R A B Ley del polígono

13 El vector resultante es aquel que vector que va desde el origen del primer vector hasta el extremo del ultimo

14 Entonces si se tiene los siguientes vectores
El vector resultante de la suma de todos ellos será:

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16 Propiedades de Vectores
Vector unitario Opuesto -A Nulo 0 = A + ( ) -A

17 Propiedades de la suma de Vectores
Ley Conmutativa Propiedades de la suma de Vectores Diferencia Ley Asociativa A -B R A B

18 Ley conmutativa (Método paralelogramo) ¿Como se explica esta regla?
R = B+A R = A+B B B B R = A+B Los vectores A y B pueden ser desplazados paralelamente para encontrar el vector suma ¿Como se explica esta regla?

19 Multiplicación de un vector por un escalar
Dado dos vectores Se dicen que son paralelos si

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21 Ejemplo 8: Hallar el vector resultante de la suma de los siguientes vectores A B C A B R = 2 C

22 Vectores unitarios en el plano
y x Vector unitario en la dirección del eje x+ Vector unitario en la dirección del eje y+

23 Vectores unitarios en el espacio
z y x

24 Representación de un vector
z Representación de un vector Az A Ay y Ax x

25 Observaciones: Las componentes rectangulares de un vector dependen del sistema coordenado elegido. La magnitud del vector no cambia. Permanece invariante en cualquier sistema coordenado

26 Determínese la resultante de los siguientes vectores

27 = + 8u 4u 4u

28 Observamos que, cuando los vectores están en la misma dirección podemos determinar fácilmente su magnitud ¿Que sucede si los vectores no están en la misma dirección ? , ¿ podremos determinar directamente su magnitud ?

29 3u 4u La magnitud en este caso no puede determinarse directamente , por lo que debemos tratar de buscar otra forma de determinarla

30 5u 3u 8u 10u 4u 6u

31 3u 4u 8u 6u

32 10u 5u Por pitagoras podemos ahora determinar la magnitud del vector resultante

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34 15 u 5 u

35 (x2,y2,z2) (x1,y1,z1) z Dados los puntos indicados el vector que los une esta representado por y x

36 (x2,y2,z2) (x1,y1,z1) z y x

37 Producto escalar de dos vectores
Proyección de A sobre B Proyección de B sobre A

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39 Producto vectorial de dos vectores

40 Demostrar:

41 Ejemplo 1: Determinese la suma de los siguientes vectores:

42 Ejemplo 2: Determine la suma de los vectores indicados z 5m 10m y 8m x

43 Ejemplo 9 Dados los vectores: Determine : a) El producto escalar entre ellos. b)el producto vectorial entre ambos e) el ángulo que forman entre sí. Tarea 9c, 9d y 10