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VETORESVETORES
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DEFINIÇÃO:É um segmento de reta orientado que pode representar uma Grandeza Física.
A
Exemplos:
B
Lemos: Vetor A e Vetor B
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OBSERVAÇÃO:
Algumas Grandezas Físicas não ficam bem compreendidas somente com um valor e sua unidade. Essas Grandezas são chamadas de Grandezas Vetoriais.
Portanto:
Grandezas Vetoriais são aquelas que para ficarem bem representadas necessitam de:Módulo, Direção e Sentido.
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Módulo: É representado graficamente através do tamanho do vetor ou através de um valor numérico acompanhado de unidade.
Direção: É a reta que dá suporte ao vetor e pode ser informada através de palavras como: horizontal, vertical, etc.
Sentido: É a orientação do vetor dada pela seta e também pode ser informada através de palavras como: para esquerda, para direita, do ponto A para o ponto B, para baixo, etc.
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Exemplo 1:
A
Módulo: 3 cm
3 cm Direção: Vertical
Sentido: Para cima
Vetor A
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Exemplo 2:
Módulo: 5,5 cm
Direção: Horizontal
Sentido: Para esquerda
Vetor BB
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Vetores Iguais: É necessário que estes possuam as mesmas características para que sejam ditos IGUAIS.
Exemplo:
A C
Nesse caso: Vetor A igual ao Vetor C
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Vetores Opostos: São ditos opostos quando a única diferença entre eles é a oposição de sentido.
Exemplo:
A - A
Nesse caso: Vetor A oposto ao Vetor - A
Observação: Repare a utilização do sinal “ – “
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Vetores Diferentes: São aqueles que possuem uma ou mais diferenças em suas características.
A
B
Nesse caso, o vetor A e o Vetor B possuem módulos diferentes.
BANesse caso, o vetor A e o Vetor B possuem direções e sentidos diferentes.
A B
Nesse caso, o vetor A e o Vetor B possuem sentidos diferentes.
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Operações com Vetores
É possível realizarmos alguma operações com vetores, aquelas que iremos estudar no ensino médio são:
• Multiplicação e divisão de vetores por números reais;
• Soma e subtração de vetores.
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Multiplicação de vetores por números reais
A
Tomemos como exemplo um vetor A:
Se desejamos obter o vetor 3A, teremos:
3 A
A A AComprove:
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Veja outro Exemplo
A
Tomemos como exemplo o mesmo vetor A:
Se desejamos obter o vetor -2 A, teremos:
-2 A
-A -AComprove:
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Divisão de vetores por números reais
B
Tomemos como exemplo um vetor B:
Se desejamos obter o vetor B / 2, teremos:
B / 2
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Soma e subtração de vetores – Casos Especiais
Vetores de Direções e Sentidos iguais:
BA
A + B
O módulo do resultante é dado pela soma dos módulos dos dois vetores.
O sentido do vetor soma é o mesmo de A e de B.
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Soma e subtração de vetores – Casos Especiais
Vetores de mesma Direção e Sentido opostos:
BA
A + B
Nesse caso o vetor soma terá o sentido do maior deles - o sentido do vetor B
O módulo da soma será dado por B – A , ou seja, o maior menos o menor.
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Soma e subtração de vetores – Casos Gerais
Para efetuarmos somas e subtrações vetoriais podemos utilizar duas regras, a do polígono e a do paralelogramo.
A regra do polígono é muito útil quando precisamos somar três ou mais vetores;
A regra do paralelogramo deve ser aplicada com grupo(s) de dois vetores.
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Regra do PolígonoSejam os vetores abaixo:
A
BC D
Vamos iniciar com o vetor C, poderíamos iniciar com qualquer um deles, veja como se utiliza a regra do polígono:
C
D
A
BSoma
Após terminarmos ocorre a formação de um polígono.
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Regra do ParalelogramoSejam os vetores abaixo:
B
Vamos fazer “coincidir” o início dos dois vetores:
A
A
B
Vamos fazer traços paralelos aos lados opostos.
Soma = A + B
Soma
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Teorema de PitágorasNão importa a regra utilizada, se tivermos dois vetores perpendiculares entre si, teremos o mesmo vetor resultante e seu módulo pode ser determinado utilizando o TEOREMA DE PITÁGORAS:
Regra do Polígono:
AA
B
B
Regra do Paralelogramo:
S
S
S2 = A2 + B2
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V1
V3
V2
1. Dados os vetores V1, V2 e V3 da figura a seguir, obtenha graficamente o vetor soma vetorial:
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V1
V2
a) V1 + V2
VR
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V1
V3
V2
b) V1 + V2 + V3
VR
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2. A soma de dois vetores ortogonais, isto é, perpendiculares entre si, um de módulo 12 e outro de módulo 16, terá módulo igual a:
Triângulo de Pitágoras
Verifique:
202 = 122 + 162
400 = 144 + 256
Alternativas:a) 4
b) Entre 12 e 16
c) 20
d) 28
e) Maior que 28
12
16
20
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3. A figura a seguir representa os deslocamentos de um móvel em várias etapas. Cada vetor tem módulo igual a 20 m. A distância percorrida pelo móvel e o módulo do vetor deslocamento são, respectivamente:
A
B
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Distância percorrida:
20 m
20 mA
20 m
20 m
20 m
B
Total = 5 x 20 = 100 m
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A
B
ΔS
40 m
20 m
ΔS2 = 402 + 202
ΔS2 = 1600 + 400ΔS2 = 2000
ΔS = 2000
ΔS = 20 5 m
Módulo do vetor deslocamento:
Pelo Teorema de Pitágoras:
Resposta: 100 m e 20 5 m
DECOMPOSIÇÃO DE VETORES
Um vetor V pode ser decomposto em dois vetores componentes: Vx (componente horizontal) e Vy (componente vertical), de modo que:
VVY
VX
x
y VX = cos . V
Vy = sen . V