Definiamo ora alcuni vettori particolarmente importanti detti versori.

Documenti analoghi
Fisica Generale - Modulo Fisica I Ingegneria Meccanica - Edile - Informatica Esercitazione 1 RAPPRESENTAZIONE E COMPOSIZIONE DI VETTORI

riferimento (assi coordinati) monodimensionale (retta orientata, x), bidimensionale (piano, xy) tridimensionale (spazio tridim.

Vettori e scalari. Grandezze scalari. Grandezze vettoriali

II prova intermedia (salvo cambiamenti causa aula): Venerdì 18 Gennaio 2013, iscrizione via SIFA

Determinanti e caratteristica di una matrice (M.S. Bernabei & H. Thaler

Vettori e scalari. Grandezze scalari. Grandezze vettoriali

Vettori e scalari. Grandezze scalari. Grandezze vettoriali

Università del Sannio

Calcolo Vettoriale. Fisica I - Lezione 01. Cristiano Guidorzi Dipartimento di Fisica Universitá di Ferrara

Ingegneria dei Sistemi Elettrici_2 a (ultima modifica 08/03/2010)

ipotenusa cateto adiacente ad α cateto opposto ad α ipotenusa cateto adiacente ad α ipotenusa cateto adiacente ad α

Si noti che da questa definizione segue che il punto C è il punto medio del segmento PP'. Figura 1

Le grandezze scalari e le grandezze vettoriali

ELETTROMAGNETISMO APPLICATO ALL'INGEGNERIA ELETTRICA ED ENERGETICA (ultima modifica 02/10/2014)

Il calcolo letterale

Proprieta delle grandezze fisiche

Ellisse riferita al centro degli assi

Vettori Geometrici. Corso di Metodi Numerici per il Design. 30 Settembre 2002 Vettori Geometrici. Corso di Laurea in Disegno Industriale

MECCANICA TEORICA E APPLICATA RICHIAMI SULLE UNITÀ DI MISURA E ELEMENTI DI CALCOLO VETTORIALE

PNI 2007 SESSIONE STRAORDINARIA - QUESITI QUESITO 1 QUESITO 2 Si calcoli il limite della funzione y = log(x+3) log (2x+1)

Il calcolo letterale

Il calcolo letterale

Corso multimediale di matematica

Cap. 4 - Algebra vettoriale

INTEGRALI INDEFINITI

Appunti di Matematica 1 - I polinomi - Polinomi. I vari monomi che compongono il polinomio si chiamano termini del polinomio.

Richiami sui vettori. A.1 Segmenti orientati e vettori

- Appunti di Matematica 1 Licei Umanistici - - I polinomi - Polinomi

Basi di Algebra Lineare. Ivan Zivko

Nello studio della meccanica si incontrano due principali categorie di grandezze: scalari e vettori. Cosa distingue queste quantita?

Capitolo 2. Il problema del calcolo delle aree

LICEO SCIENTIFICO CLASSICO SCIENZE UMANE MARCONI DELPINO

Determinanti. Prodotto vettoriale. Federico Lastaria, Analisi e Geometria 1. Politecnico di Milano Corso di Analisi e Geometria 1

Appunti di Matematica 1 - I polinomi - Polinomi. I vari monomi che compongono il polinomio si chiamano termini del polinomio.

Corso Integrato: Matematica e Statistica. Corso di Matematica (6 CFU)

Trigonometria 1 Teorema 2 Teorema

Vettori - Definizione

Anno 5. Applicazione del calcolo degli integrali definiti

INTEGRALI INDEFINITI

LAVORO PER IL RECUPERO DEL DEBITO MATEMATICA CLASSI 3 S.M. DA CONSEGNARE IL PRIMO GIORNO DI ATTIVITA DI SPORTELLO

1. In un piano, riferito ad un sistema di assi cartesiani ortogonali (Oxy), sono assegnate le curve di equazione: y ax x b = + +

operazioni con vettori

I.S.I. E. Fermi - Lucca Istituto Tecnico settore Tecnologico

2 Generalità sulle matrici

Calcolare l area di una regione piana

c a (seno di alfa); (coseno di alfa); (tangente di alfa).

Problemi e rappresentazione di problemi di geometria dello spazio - Claudio Cereda febbraio 2001 pag. 1

corrispondenza dal piano in sé, che ad ogni punto P del piano fa corrispondere il punto P' in

ITIS GALILEO FERRARIS

PRODOTTI NOTEVOLI. Esempi

a 0 n a 1 n... a n n 2a i j x i x j + 1 i<j n

Area di una superficie piana o gobba 1. Area di una superficie piana. f x dx 0 e quindi :

Meccanica dei Solidi. Vettori

Geometria Analitica Domande, Risposte & Esercizi

Matematica I, Funzione integrale

Capitolo 6. Integrali di funzioni di una variabile

P (a,a) PROBLEMA 10 . C

Geometria BAER Canale I Esercizi 13

Fisica dello Stato Solido

Volume di un solido di rotazione

2 Grandezze vettoriali

LEZIONE 20. è lineare. Per la commutatività del prodotto scalare segue anche la linearità dell applicazione


Nome.Cognome classe 5D 18 Marzo Verifica di matematica

Polo Scientifico Tecnico Professionale Settore Tecnico E.Fermi Programma di matematica classe II D e indicazioni per il recupero

ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE "E. FERMI" LUCCA

I S I E. Fermi - Lucca Istituto Tecnico settore Tecnologico

APPENDICE A. A. Shepp-Logan Head Phantom

Integrale definito. Introduzione: il problema delle aree

U.D. N 15 Funzioni e loro rappresentazione grafica

Il moto rettilineo uniformemente accelerato è un moto che avviene su una retta con accelerazione costante. a = costante

MATEMATICA Classe Prima

Geometria I. Prova scritta del 2 marzo 2016

CALCOLARE L AREA DI UNA REGIONE PIANA

Definizione (primitiva, integrale indefinito). Data una funzione f diremo che una funzione F è una primitiva di f se

Vettori e coordinate cartesiane

Moto in due dimensioni

Compito di matematica Classe III ASA 26 marzo 2015

Integrali. Il concetto di integrale nasce per risolvere due classi di problemi:

Chimica fisica dei materiali. Recupero di matematica. Sergio Brutti

, x 2. , x 3. è un equazione nella quale le incognite appaiono solo con esponente 1, ossia del tipo:

(da dimostrare); (da dimostrare).

Unità Didattica N 32E Le trasformazioni geometriche. Le isometrie

l assonometria 04corso tecniche di rappresentazione dello spazio docente Arch. Emilio Di Gristina

SOLUZIONE PROBLEMA 1. Punto 1 Osserviamo anzitutto che la funzione

INSIEMI, RETTA REALE E PIANO CARTESIANO

2 x = 64 (1) L esponente (x) a cui elevare la base (2) per ottenere il numero 64 è detto logaritmo (logaritmo in base 2 di 64), indicato così:

SPAZI VETTORIALI. 1. Spazi e sottospazi vettoriali

Istituto Tecnico Industriale E.Fermi Programma di matematica classe II I Anno scolastico 2017/2018

LEZIONE 24. è lineare. Per la commutatività del prodotto scalare segue anche la linearità dell applicazione

La parabola LA PARABOLA È IL LUOGO DEI PUNTI DEL PIANO EQUIDI- STANTI DA UN PUNTO DETTO FUOCO E DA UNA RETTA CHE NON LO CONTIENE DETTA DIRETTRICE.

Area del Trapezoide. f(x) A f(a) f(b) f(x)

15. Cambiamenti di base in uno spazio vettoriale.

8. Prodotto scalare, Spazi Euclidei.

Lezioni di Ricerca Operativa. Corso di Laurea in Informatica ed Informatica Applicata. Università di Salerno. Lezione n 3

Integrali. Il concetto di integrale nasce per risolvere due classi di problemi:

Transcript:

Prof. A. Di Mro I versori Definimo or lcni vettori prticolrmente importnti detti versori. Un versore è semplicemente n vettore di modlo nitrio. Normlmente gli ssi, e z vengono ssociti i versori i ˆ, ˆj, kˆ che per comodità denoteremo i, j, k con i = j = k = 1 z Possimo or esprimere n vettore qlsisi ttrverso i versori lngo gli ssi. k Se p. es. = 3 e = 2 llor = 3 i + 2 j oppre se v = 3 e v = 4 m nelle negtive llor v = 3 i 4 j. i j j = 3 i + 2 j i v = 3 i 4 j I versori lngo gli ssi formno n se vettorile, nel senso che ogni vettore pò essere espresso come somm vettorile di versori. Il modlo di n vettore viene clcolto tilizzndo il teorem di Pitgor: v = 4 i 3 j h modlo 2 2 v 4 3 5 oppre nello spzio tridimensionle = 3 i 2 j + k h modlo 2 2 3 2 1 14 Dto n vettore, esiste il so versore â, evidentemente se è il modlo di, llor lngo il vettore ci srnno versori, divertente no! â Per ci in generle = ˆ = 7 â = 7

Prof. A. Di Mro Esempio: dto il vettore = 3 i 2 j + k il so versore è â = 3 i 2 j k 14 Considerndo vettori nel pino, l ngolo che n vettore form con l sse delle scisse si clcol osservndo il tringolo rettngolo che si form con le componenti, si ricv tn, qindi con l clcoltrice sndo l fnzione invers dell tngente si h 1 tn ( ). Occorre fre ttenzione l qdrnte nel qle cde il vettore, l tngente è positiv nel I e nel III qdrnte, m negtiv nel II e nel IV. Per cpire in qle qdrnte simo è sfficiente osservre il segno delle componenti del vettore, 1 nel I e nel IV qdrnte non ci sono prolemi, tn ( ), in prticolre nel IV qdrnte l ngolo verrà negtivo ( rotzione in senso orrio ). i j i j Nel II e nel III occorrerà ggingere 180 ll ngolo fornito dll clcoltrice 1 tn ( ) 180 Inftti l clcoltrice fornisce rispettivmente gli ngoli e, in entrmi i csi = 180 + ( ) e = 180 +. j i i j In generle n vettore nel pino è espresso dll relzione: (cos i sen j ) dove è l ngolo, contto in verso ntiorrio, che il vettore form con l sse delle scisse.

Prof. A. Di Mro Operzioni tr vettori I vettori si possono sommre o sottrrre, p. es. dti i vettori = 3 i + 2 j e v = 3 i 4 j llor s = + v = 6 i 2 j oppre d = v = 6 j v d v s Grficmente i vettori si sommno lgericmente ( qindi somm e differenz ) tilizzndo l regol dell poligonle: si prte d n vettore qlsisi e si dispone, prtire dll fine di qesto, il secondo vettore; si iter il procedimento qindi si trcci il vettore risltnte dl pnto di prtenz l pnto di rrivo. Un vettore pò essere moltiplicto per n nmero, in tl cso il vettore risltnte è sempre prllelo l vettore di prtenz, ciò che cmi è il modlo ed eventlmente il segno, p. es. 3 3 Le operzioni prodotto e divisione non si possono fre, tttvi esistono de tipi di prodotto prticolri: il prodotto sclre ed il prodotto vettorile. Prodotto sclre tr vettori Il prodotto sclre tr de vettori, v è n fnzione mtemtic g che gisce nel segente modo: v g nmero g (, v ) = nmero qesto nmero è definito come v cos dove e v sono i modli dei vettori corrispondenti ed è l ngolo formto di de vettori. Il prodotto sclre si indic in diversi modi: g (, v ) = v cos oppre v = v cos o semplicemente v = v cos ( in qesto ltimo cso l operzione prodotto tr e v è divers dll operzione prodotto tr e v, qest ltim è il clssico prodotto tr de nmeri ).

Prof. A. Di Mro Il prodotto sclre è commttivo, v = v come è nle verificre. Ricordndo che cos 90 = 0 e cos 0 = 1, si h che de vettori perpendicolri hnno il prodotto sclre nllo, mentre de vettori prlleli hnno il prodotto sclre gle l prodotto dei loro modli. Considerndo il prodotto sclre = cos si vede che c è cto per ci cos > 0, in prticolre cos fornisce l proiezione del vettore s. c cos < 0 cos > 0 Il prodotto sclre c = c cos < 0 perché l ngolo è ottso. Il prodotto sclre = 0 perché sono perpendicolri. Se fccimo il prodotto sclre tr de versori llor ottenimo: i j = 0, j k = 0, k i = 0 i i = 1, j j = 1, k k = 1 in qnto i versori sono perpendicolri tr loro, mentre in qnto i versori sono gli e qindi prlleli Se fccimo il prodotto sclre tr de versori p.es. = 3 i 4 j + k e v = 2 i + 3 j + 3 k ottenimo: v = 6 i i + 9 i j + 9 i k 8 j i 12 j j 12 j k + 2 k i + 3 k j + 3 k k = 3 Il prodotto sclre fornisce l proiezione di n vettore lngo n direzione: se si vole trovre l proiezione del vettore lngo l direzione del vettore, qest è MN = cos = = â ovvero il prodotto sclre tr il vettore ed il versore dell direzione. N Le proiezioni di n vettore lngo gli ssi coordinti corrispondono lle componenti del vettore stesso qindi p. es. il vettore v = 2 i + 3 j + 3 k h componenti M v = v i = 2, v = v j = 3, v z = v k = 3 il modlo di n vettore pò nche essere espresso d n prodotto sclre: v = v v l ngolo tr de vettori e è espresso dl cos =

Prof. A. Di Mro Dto n vettore nello spzio tridimensionle, possimo ricvre gli ngoli o meglio i coseni degli ngoli che il vettore form con gli ssi coordinti. Indichimo con,, qesti ngoli, llor il vettore i j k h: z i j k z cos ; cos ; cos Qesti coseni si chimno coseni direttori, l somm dei loro qdrti vle no 2 2 2 2 2 2 2 z cos cos cos + + 1 2 2 2 2 Esercizio: ) determin l ngolo tr i vettori = 2 i + 3 j 3 k e = i + 2 j + 4 k 2 6 12 cos 0. 2791 22 21 e 1 cos ( 0. 2791) 106. 2 ) determin i coseni direttori di 2 3 z 3 cos ; cos ; cos con 115. 2 50. 2 129. 8 22 22 22 c ) determin n vettore nel pino z, perpendicolre di modlo 2 deve essere 0 indicto con j z k si h 2 4z 0, imponendo il modlo 2 si h: 2 0 z 2 2 z 4 che risolt fornisce z 2 4 e i vettori sono de, 5 5 4 2 4 2 j k e ' j k 5 5 5 5 d ) determin l proiezione di s ( 2 i 3 j 3 k ) 6 P ( ) ˆ ( i 2 j 4 k ) 22 22

Prof. A. Di Mro Prodotto vettorile tr vettori Dti de vettori e, il prodotto vettorile indicto con è n vettore c = con le segenti crtteristiche ( d notre che il simolo non è il prodotto sto per i nmeri, per ci l scrittr 3 2 non h senso): il so modlo c = sen dove è l ngolo compreso tr e, l s direzione è perpendicolre l pino generto d e, Il so verso è dto dll regol dell mno sinistr o regol di Fleming. Considerndo c = Il medio viene messo in corrispondenz del primo vettore del prodotto vettorile, l indice in corrispondenz del secondo vettore del prodotto vettorile come in figr, l risltnte è dt dl pollice. c Un lteriore regol forse più prtic per evitre contorsioni strme è qell dell mno destr considerndo c = il pollice dà l direzione e verso di c, le ltre dit devono essere disposte in modo d immginre n rotzione del primo vettore ( ) sl secondo vettore ( ). c = c = come si vede, inftti c = c. il prodotto vettorile non è commttivo, ensì nticommttivo. Se e sono prlleli il loro prodotto vettorile è nllo ( = 0 ). Se e sono perpendicolri il loro prodotto vettorile è mssimo ( = 90 ) di modlo.

Prof. A. Di Mro Vedimo or come si determin il prodotto vettorile tr de vettori scomposti in n S.C.: ci servono i prodotti vettorili fondmentli tr i versori coordinti i j = 1, j k = 1, k i = 1 j i = 1, k j = 1, i k = 1 i i = 0, j j = 0, k k = 0 in qnto i versori sono perpendicolri tr loro, mentre in qnto i versori sono gli e qindi prlleli n metodo per ricordrli è qesto, st disporre i versori in ordine ciclico i vertici di n tringolo come in figr, il prodotto vettorile tr de versori posti i vertici del tringolo è gle l versore del terzo vertice se si rot in verso ntiorrio, se invece si rot in verso orrio è sfficiente cmire segno. i Esempio: dti i vettori = 3 i 4 j + k e v = 2 i + 3 j + 3 k si h v = 9 i j + 9 i k 8 j i 12 j k + 2 k i + 3 k j = j + k 9 k 9 j + 8 k 12 i + 2 j 3 i = 15 i 7 j + 17 k. n ltro metodo consiste nell so del determinnte, si costrisce n determinnte, nell prim rig mettimo i versori ordinti, nell second le componenti del primo vettore e nell terz le componenti del secondo vettore. Si svilpp il determinnte con l regol di Lplce lngo l prim rig: i j k 4 1 3 1 3 4 3 4 1 i j k = 3 3 2 3 2 3 2 3 3 ( 12 3 ) i ( 9 2 ) j + ( 9 +8 ) k = 15 i 7 j + 17 k. Il modlo del prodotto vettorile fornisce l re del prllelogrmmo di lti i de vettori: inftti = sen = h = S in prticolre l re del tringolo di lti i de vettori è h S A = 1 2 sen

Prof. A. Di Mro Esercizio : ) Dti i vettori = 4 j + 2 k, = 2 i + j e c = 3 j + 4 k determin il risltto dell espressione ( c c ) c c Osservimo innnzittto che c è n vettore, inftti il prodotto vettorile dà n vettore, qindi il so prodotto sclre con dà n nmero che moltiplicto per dà n vettore. Stess cos per c, mentre c dà n nmero. Clcolimo prim i prodotti vettorili c 22 i e 2 i 4 j 8 k qindi [( 2 i j )( 22 i ) ( 2 i j ) ( 3 j 4 k ) ( 4 j 2 k )( 2 i j )] ( 3 j 4 k ) ( 2 i 4 j 8 k ) ( 3 j 4 k ) [( 2 i j )( 44 ) ( 12 8 )( 2 i j )] ( 3 j 4 k ) ( 80 i 40 j ) ( 3 j 4 k ) 120 30 12 32 44 44 11 ) determin l re del tringolo formto di vettori e c 1 1 S c 4 i 8 j 6 k 2 i 4 j 3 k 4 16 9 29 2 2 Prodotto vettorile misto Aimo incontrto nell esercizio precedente il prodotto vettorile misto. Il so significto geometrico è il segente: c ccos c, qesto prodotto è detto prodotto m è il modlo del prodotto vettorile e corrisponde ll re S del prllelogrmmo, inoltre c h ccos h dove h è l ltezz del prllelepipedo di spigoli i tre vettori, per ci si h: S V c S h, il prodotto vettorile misto corrisponde l volme del prllelepipedo di spigoli i tre vettori. Se l ngolo è ottso, il volme ssme segno negtivo, per ci V c.