ОРТ (единичный вектор). Как найти модуль перемещения в физике?(может есть какая-нибудь универсальная формула?) Найти координаты орта вектора онлайн
Вектором в геометрии называют направленный отрезок или упорядоченную пару точек евклидова пространства.Ортом вектора является единичный вектор нормированного векторного пространства или вектор, норма (длина) которого равна единице.
Вам понадобится
- Знания по геометрии.
Инструкция
Для начала необходимо вычислить длину вектора . Как известно, длина (модуль) вектора равна корню квадратному из суммы квадратов координат. Пусть дан вектор с координатами: a(3, 4). Тогда его длина равна |a| = (9 + 16)^1/2 или |a|=5.
Чтобы найти орт вектора a, необходимо поделить каждую его на его длину. Результатом будет вектор, который называется ортом или единичным вектором. Для вектора а(3, 4) ортом будет являться вектор а(3/5, 4/5). Вектор a` будет являться единичным для вектора а.
Для проверки, правильно ли найден орт, можно проделать следующее: найти длину полученного орта, если она равна единице, то все найдено верно, если нет, то в расчеты закралась ошибка. Проверим правильно ли найден орт a`. Длина вектора a` равна: a` = (9/25 + 16/25)^1/2 = (25/25)^1/2 = 1. Итак, длина вектора a` равна единице, значит орт найден верно.
Изменение координаты x2 — x1 принято обозначать символом Δx12 (читается «дельта икс один, два»). Эта запись означает, что за промежуток времени от момента t1 до момента t2 изменение координаты тела Δx12 = x2 — x1. Таким образом, если тело двигалось в положительном направлении оси X выбранной системы координат (x2 > x1), то Δx12 >
На рис. 45 изображено точечное тело В, которое движется в отрицательном направлении оси X. За промежуток времени от t1 до t2 оно перемещается из точки с большей координатой x1 в точку с меньшей координатой x2. В результате изменение координаты точки B за рассматриваемый промежуток времени Δx12 = x2 — x1 = (2 — 5) м = -3 м. Вектор перемещения в этом случае будет направлен в отрицательном направлении оси X, а его модуль |Δx12| равен 3 м. Из рассмотренных примеров можно сделать следующие выводы.
В рассмотренных примерах (см. рис. 44 и 45) тело все время двигалось в каком-либо одном направлении.
Как найти модуль перемещения в физике?(может есть какая-нибудь универсальная формула?)
Поэтому пройденный им путь равен модулю изменения координаты тела и модулю перемещения: s12 = |Δx12|.
Определим изменение координаты и перемещение тела за промежуток времени от t0 = 0 до t2 = 7 с. В соответствии с определением изменение координаты Δx02 = x2 — x0 = 2 м >
Теперь определим путь, который прошло тело за тот же промежуток времени от t0 = 0 до t2 = 7 с. Сначала тело прошло 8 м в одном направлении (что соответствует модулю изменения координаты Δx01), а затем 6 м в обратном направлении (эта величина соответствует модулю изменения координаты Δx12). Значит, всего тело прошло 8 + 6 = 14 (м). По определению пути за промежуток времени от t0 до t2 тело прошло путь s02 = 14 м.
Итоги
Перемещением точки за промежуток времени называют направленный отрезок прямой, начало которого совпадает с начальным положением точки, а конец – с конечным положением точки.
Вопросы
Упражнения
Векторы, действия с векторами
теоремы Пифагора теореме косинусов
Длину вектора будем обозначать . Аналогичное обозначение имеет модуль числа, и длину вектора часто называют модулем вектора.
, откуда .
Таким образом, .
Рассмотрим пример.
:
.
Таким образом, длина вектора .
Вычислите длину вектора
, следовательно,
К началу страницы
Рассмотрим решения примеров.
.
Перемещение
:
:
.
.
К началу страницы
Таким образом, .
или ,
или ,
Некогда разбираться?
Закажите решение
К началу страницы
До сих пор мы рассматривали только прямолинейное равномерное движение. При этом точечные тела двигались в выбранной системе отсчета либо в положительном, либо в отрицательном направлении оси координат X. Мы установили, что в зависимости от направления движения тела, например, за промежуток времени от момента t1 до момента t2 изменение координаты тела (x2 — x1) может быть положительным, отрицательным или равным нулю (если x2 = x1).
Изменение координаты x2 — x1 принято обозначать символом Δx12 (читается «дельта икс один, два»). Эта запись означает, что за промежуток времени от момента t1 до момента t2 изменение координаты тела Δx12 = x2 — x1. Таким образом, если тело двигалось в положительном направлении оси X выбранной системы координат (x2 > x1), то Δx12 > 0. Если же движение происходило в отрицательном направлении оси X (x21), то Δx12
Результат движения удобно определять с помощью векторной величины. Такой векторной величиной является перемещение.
Перемещением точки за промежуток времени называют направленный отрезок прямой, начало которого совпадает с начальным положением точки, а конец – с конечным положением точки.
Как и любую векторную величину, перемещение характеризуют модулем и направлением.
Записывать вектор перемещения точки за промежуток времени от t1 до t2 мы будем следующим способом: Δx12.
Поясним сказанное на примере. Пусть некоторая точка A (точечное чело) движется в положительном направлении оси X и за промежуток времени от t1 до t2 перемещается из точки с координатой x1 в точку с большей координатой x2 (рис. 44). В этом случае вектор перемещения направлен в положительном направлении оси X, а его модуль равен изменению координаты за рассматриваемый промежуток времени: Δx12 = x2 — x1 = (5 — 2) м = 3 м.
На рис. 45 изображено точечное тело В, которое движется в отрицательном направлении оси X.
За промежуток времени от t1 до t2 оно перемещается из точки с большей координатой x1 в точку с меньшей координатой x2. В результате изменение координаты точки B за рассматриваемый промежуток времени Δx12 = x2 — x1 = (2 — 5) м = -3 м. Вектор перемещения в этом случае будет направлен в отрицательном направлении оси X, а его модуль |Δx12| равен 3 м. Из рассмотренных примеров можно сделать следующие выводы.
Направление перемещения при прямолинейном движении в одном направлении совпадает с направлением движения.
Модуль вектора перемещения равен модулю изменения координаты тела за рассматриваемый промежуток времени.
В повседневной жизни для описания конечного результата движения используют понятие «путь». Обычно путь обозначают символом S.
Путь – это все расстояние, пройденное точечным телом за рассматриваемый промежуток времени.
Как и любое расстояние, путь – величина неотрицательная. Например, путь, пройденный точкой A в рассмотренном примере (см. рис. 44), равен трем метрам. Путь, пройденный точкой B, также равен трем метрам.
В рассмотренных примерах (см. рис. 44 и 45) тело все время двигалось в каком-либо одном направлении. Поэтому пройденный им путь равен модулю изменения координаты тела и модулю перемещения: s12 = |Δx12|.
Если тело двигалось все время в одном направлении, то пройденный им путь равен модулю перемещения и модулю изменения координаты.
Ситуация изменится, если тело в течение рассматриваемого промежутка времени изменяет направление движения.
На рис. 46 изображено, как двигалось точечное тело с момента t0 = 0 до момента t2 = 7 с. До момента t1 = 4 с движение происходило равномерно в положительном направлении оси X. В результате чего изменение координаты Δx01 = x1 — x0 = (11 — 3) м = -8 м. После этого тело стало двигаться в отрицательном направлении оси X до момента t2 = 7 с. При этом изменение его координаты Δx12 = x2 — x1 = (5 — 11) м = -6 м. График этого движения приведен на рис. 47.
Определим изменение координаты и перемещение тела за промежуток времени от t0 = 0 до t2 = 7 с. В соответствии с определением изменение координаты Δx02 = x2 — x0 = 2 м > 0. Поэтому перемещение Δx02 направлено в положительном направлении оси Х, а его модуль равен 2 м.
Теперь определим путь, который прошло тело за тот же промежуток времени от t0 = 0 до t2 = 7 с. Сначала тело прошло 8 м в одном направлении (что соответствует модулю изменения координаты Δx01), а затем 6 м в обратном направлении (эта величина соответствует модулю изменения координаты Δx12).
Траектория
Значит, всего тело прошло 8 + 6 = 14 (м). По определению пути за промежуток времени от t0 до t2 тело прошло путь s02 = 14 м.
Разобранный пример позволяет сделать вывод:
В случае, когда тело в течение рассматриваемого промежутка времени меняет направление своего движения, путь (все пройденное телом расстояние) больше и модуля перемещения тела, и модуля изменения координаты тела.
Теперь представьте себе, что тело после момента времени t2 = 7 с продолжило свое движение в отрицательном направлении оси X до момента t3 = 8 с в соответствии с законом, изображенным на рис. 47 пунктирной линией. В результате в момент времени t3 = 8 с координата тела стала равна x3 = 3 м. Нетрудно определить, что в этом случае перемещение тела за промежуток времени от t0 до t3 с равно Δx13 = 0.
Ясно, что если нам известно только перемещение тела за время его движения, то мы не можем сказать как двигалось тело в течение этого времени. Например, если бы о теле было известно только, что его начальная и конечная координаты равны, то мы сказали бы, что за время движения перемещение этого тела равно нулю. Сказать что-либо более конкретное о характере движения этого тела было бы нельзя. Тело могло при таких условиях вообще стоять на месте в течение всего промежутка времени.
Перемещение тела за некоторый промежуток времени зависит только от начальной и конечной координат тела и не зависит от того, как двигалось тело в течение этого промежутка времени.
Итоги
Перемещением точки за промежуток времени называют направленный отрезок прямой, начало которого совпадает с начальным положением точки, а конец – с конечным положением точки.
Перемещение точечного тела определяется только конечной и начальной координатами тела и не зависит от того, как двигалось тело в течение рассматриваемого промежутка времени.
Путь – все расстояние, пройденное точечным телом за рассматриваемый промежуток времени.
Если тело в процессе движения не меняло направления движения, то пройденный этим телом путь равен модулю его перемещения.
Если тело в течение рассматриваемого промежутка времени меняло направление своего движения, путь больше и молуля перемещения тела, и модуля изменения координаты тела.
Путь всегда величина неотрицательная. Он равен нулю только в том случае, если в течение всего рассматриваемого промежутка времени тело покоилось (стояло на месте).
Вопросы
- Что такое перемещение? От чего оно зависит?
- Что такое путь? От чего он зависит?
- Чем путь отличается от перемещения и изменения координаты за один и тот же промежуток времени, в течение которого тело двигалось прямолинейно, не изменяя направления движения?
Упражнения
- Используя закон движения в графической форме, представленный на рис. 47, опишите характер движения тела (направление, скорость) в разные промежутки времени: от t0 до t1, от t1 до t2, от t2 до t3.
- Собачка Протон выбежала из дома в момент времени t0 = 0, а затем по команде своего хозяина в момент времени t4 = 4 с бросилась обратно. Зная, что Протон все время бежал по прямой и модуль его скорости |v| = 4 м/с, определите графическим способом: а) изменение координаты и путь Протона за промежуток времени от t0 = 0 до t6 = 6 с; б) путь Протона за промежуток времени от t2 = 2 с до t5 = 5 с.
Векторы, действия с векторами
Нахождение длины вектора, примеры и решения.
По определению вектор – это направленный отрезок, а длина этого отрезка в заданном масштабе является длиной вектора. Таким образом, задача нахождения длины вектора на плоскости и в пространстве сводится к нахождению длины соответствующего отрезка. Для решения этой задачи в нашем распоряжении все средства геометрии, хотя в большинстве случаев достаточно теоремы Пифагора . С ее помощью можно получить формулу для вычисления длины вектора по его координатам в прямоугольной системе координат, а также формулу нахождения длины вектора по координатам точек его начала и конца. Когда вектор является стороной треугольника, то его длина может быть найдена по теореме косинусов , если известны длины двух других сторон и угол между ними.
Нахождение длины вектора по координатам.
Длину вектора будем обозначать .
физический словарик (кинематика)
Аналогичное обозначение имеет модуль числа, и длину вектора часто называют модулем вектора.
Начнем с нахождения длины вектора на плоскости по координатам.
Введем на плоскости прямоугольную декартову систему координатOxy. Пусть в ней задан вектор и он имеет координаты . Получим формулу, позволяющую находить длину вектора через координаты и .
Отложим от начала координат (от точки О) вектор . Обозначим проекции точки А на координатные оси как и соответственно и рассмотрим прямоугольник с диагональю ОА.
В силу теоремы Пифагора справедливо равенство , откуда . Из определения координат вектора в прямоугольной системе координат мы можем утверждать, что и , а по построению длина ОА равна длине вектора , следовательно, .
Таким образом, формула для нахождения длины вектора по его координатам на плоскости имеет вид .
Если вектор представлен в виде разложения по координатным векторам , то его длина вычисляется по этой же формуле , так как в этом случае коэффициенты и являются координатами вектора в заданной системе координат.
Рассмотрим пример.
Найдите длину вектора , заданного в декартовой системе координат.
Сразу применяем формулу для нахождения длины вектора по координатам :
Теперь получим формулу для нахождения длины вектора по его координатам в прямоугольной системе координат Oxyz в пространстве.
Отложим от начала координат вектор и обозначим проекции точки А на координатные оси как и . Тогда мы можем построить на сторонах и прямоугольный параллелепипед, в котором ОА будет диагональю.
В этом случае (так как ОА – диагональ прямоугольного параллелепипеда), откуда . Определение координат вектора позволяет нам записать равенства , а длина ОА равна искомой длине вектора, следовательно, .
Таким образом, длина вектора в пространстве равна корню квадратному из суммы квадратов его координат , то есть, находится по формуле .
Вычислите длину вектора , где — орты прямоугольной системы координат.
Нам дано разложение вектора по координатным векторам вида , следовательно, . Тогда по формуле нахождения длины вектора по координатам имеем .
К началу страницы
Длина вектора через координаты точек его начала и конца.
А как найти длину вектора, если даны координаты точек его начала и конца?
В предыдущем пункте мы получили формулы для нахождения длины вектора по его координатам на плоскости и в трехмерном пространстве. Тогда мы можем ими воспользоваться, если найдем координаты вектора по координатам точек его начала и конца.
Таким образом, если на плоскости заданы точки и , то вектор имеет координаты и его длина вычисляется по формуле , а формула для нахождения длины вектора по координатам точек и трехмерного пространства имеет вид .
Рассмотрим решения примеров.
Найдите длину вектора , если в прямоугольной декартовой системе координат .
Можно сразу применить формулу для нахождения длины вектора по координатам точек начала и конца на плоскости :
Вторым вариантом решения является определение координат вектора через координаты точек и применение формулы :
.
Определите, при каких значениях длина вектора равна , если .
Длина вектора по координатам точек начала и конца может быть найдена как
Приравняв полученное значение длины вектора к , вычислим искомые :
К началу страницы
Нахождение длины вектора по теореме косинусов.
Большинство задач на нахождение длины вектора решаются в координатах. Однако, когда координаты вектора не известны приходится искать другие пути решения.
Пусть известны длины двух векторов , и угол между ними (или косинус угла), а требуется найти длину вектора или . В этом случае можно по теореме косинусов в треугольнике АВС вычислить длину стороны ВС, которая равна искомой длине вектора.
Разберем решение примера для пояснения сказанного.
Длины векторов и равны 3 и 7 соответственно, а угол между ними равен . Вычислите длину вектора .
Длина вектора равна длине стороны ВС в треугольнике АВС. Из условия нам известны длины сторон АВ и АС этого треугольника (они равны длинам соответствующих векторов), а также угол между ними, поэтому нам достаточно данных для применения теоремы косинусов:
Таким образом, .
Итак, для нахождения длины вектора по координатам используем формулы
или ,
по координатам точек начала и конца вектора —
или ,
в некоторых случаях к результату приводит теорема косинусов.
Некогда разбираться?
Закажите решение
К началу страницы
- Бугров Я.С., Никольский С.М. Высшая математика. Том первый: элементы линейной алгебры и аналитической геометрии.
- Атанасян Л.С., Бутузов В.Ф., Кадомцев С.Б., Позняк Э.Г., Юдина И.И. Геометрия. 7 – 9 классы: учебник для общеобразовательных учреждений.
- Атанасян Л.С., Бутузов В.Ф., Кадомцев С.Б., Киселева Л.С., Позняк Э.Г. Геометрия. Учебник для 10-11 классов средней школы.
Поиск Лекций
Скалярный квадрат вектора
Что будет, если вектор умножить на самого себя?
Число называется скалярным квадратом вектора , и обозначатся как .
Таким образом,скалярный квадрат вектора
равен квадрату длины данного вектора:
Или орт (единичный вектор нормированного векторного пространства) вектор, норма (длина) которого равна единице. Единичный вектор … Википедия
- (орт) вектор, длина которого равна единице выбранного масштаба … Большой Энциклопедический словарь
- (орт), вектор, длина которого равна единице выбранного масштаба. * * * ЕДИНИЧНЫЙ ВЕКТОР ЕДИНИЧНЫЙ ВЕКТОР (орт), вектор, длина которого равна единице выбранного масштаба … Энциклопедический словарь
Орт, вектор, длина которого равна единице выбранного масштаба. Любой вектор а может быть получен из некоторого коллинеарного ему Е. в. е умножением на число (скаляр) λ, т. е. а = λе. См. также Векторное исчисление … Большая советская энциклопедия
- (орт), вектор, длина к рого равна единице выбранного масштаба … Естествознание. Энциклопедический словарь
Орт: В Викисловаре есть статья «орт» Орф, или Орт двуглавый пёс, порождение Тифона и Ехидны, брат Цербера. Орт … Википедия
А; м. [нем. Ort] 1. Горн. Горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность. 2. Матем. Вектор, длина которого равна единице. * * * орт I (от греч. orthós прямой), то же, что единичный вектор. II (нем.… … Энциклопедический словарь