4. CÁLCULO APLICADO A LA FÍSICA 1
UTILIDAD
Muchos problemas de ingeniería se resuelven al
tomar en cuenta la dirección en la cual se mueve
un cuerpo, la dirección en la cual una fuerza
actúa sobre una estructura, etc.
En el caso de esta grúa, que carga a una
estructura metálica, puede obtenerse una
relación entre las tensiones de los diferentes
cables empleados, para ello es necesario
conocer la dirección en la cual actúan dichas
tensiones.
En este caso se utilizan vectores para indicar la
dirección de las tensiones.
5. CÁLCULO APLICADO A LA FÍSICA I
PUNTOS IMPORTANTES QUE
DEBES RECORDAR
RAZONES TRIGONOMÉTRICAS EN EL TRIÁNGULO RECTÁNGULO
sin𝜃
𝜃
cos𝜃
tan𝜃
6. VECTORES
CÁLCULO APLICADO A LA FÍSICA 1
Un vector se representan gráficamente por un segmento de recta orientado que, sirve para
indicar la dirección de las magnitudes vectoriales.
Origen
Línea de acción
θ
M
ó
d
u
l
o
:
⃗
𝐴
𝑥
Elementos de un vector
• : se lee “vector ”.
• : se lee “módulo del vector ”.
• : dirección del vector.
• Sentido
7. REPRESENTACIÓN DE UN
VECTOR EN EL PLANO
CÁLCULO APLICADO A LA FÍSICA 1
θ
𝑦
𝑥
⃗
𝐴
⃗
𝐴𝑥
⃗
𝐴𝑦
^
𝑖=(1,0)
^
𝑗=(
0,1)
El vector puede ser representado:
⃗
𝐴=⃗
𝐴𝑥 +⃗
𝐴𝑦
^
𝑖=(1,0,0)
^
𝑗=(0,1,0)
^
𝑘=(0,0 ,1)
La dirección y el módulo del vector es:
𝜃=tan
− 1
(𝐴𝑦
𝐴𝑥
) |⃗
𝐴|=√𝐴𝑥
2
+𝐴𝑦
2
⃗
𝐴=( 𝐴𝑥 , 𝐴𝑦 ) Forma cartesiana
⃗
𝐴= 𝐴𝑥
^
𝑖+ 𝐴𝑦
^
𝑗 Vectores unitarios
También se puede representar un vector:
𝐴𝑥=|⃗
𝐴𝑥|=𝐴cos 𝜃 𝐴𝑦=|⃗
𝐴𝑦|=𝐴sin𝜃
8. SUMA DE VECTORES
CÁLCULO APLICADO A LA FÍSICA 1
MÉTODO ANALÍTICO
𝒚
𝒙
⃗
𝑨
⃗
𝑩
⃗
𝑨𝒙
⃗
𝑨𝒚
⃗
𝑩𝒙
⃗
𝑩𝒚
⃗
𝑹
=
⃗
𝑨
+
⃗
𝑩
⃗
𝑅=( 𝐴𝑥 +𝐵𝑥 ) ^
𝑖+( 𝐴𝑦 +𝐵𝑦 ) ^
𝑗
𝜃=tan
− 1
(𝑅𝑦
𝑅𝑥
)
|⃗
𝑅|=√𝑅𝑥
2
+𝑅𝑦
2
α
𝑅𝑥= 𝐴𝑥 +𝐵𝑥 ∧ 𝑅𝑦= 𝐴𝑦 +𝐵𝑦
Consiste en reemplazar a un conjunto de vectores por uno solo llamado vector resultante ( ).
β
⃗
𝐴=𝐴𝑥
^𝑖+𝐴𝑦
^
𝑗= 𝐴cos𝛼 ^
𝑖+ 𝐴sin𝛼 ^
𝑗
⃗
𝐵=𝐵𝑥
^
𝑖+ 𝐵𝑦
^
𝑗=𝐵cos 𝛽 ^𝑖+𝐵sin 𝛽 ^𝑗
θ
https://phet.colorado.edu/sims/html/vector-addition/latest/vector-addition_es_PE.html
9. CÁLCULO APLICADO A LA FÍSICA 1
MÉTODO GRÁFICO
⃗
𝑨
⃗
𝑹=
⃗
𝑨+
⃗
𝑩
θ
|⃗
𝑅|=√𝐴
2
+𝐵
2
+2 𝐴𝐵 cos 𝜃
⃗
𝑩
Si
⃗
𝑨 ⃗
𝑩
⃗
𝑹=⃗
𝑨+⃗
𝑩
Si
⃗
𝑨
⃗
𝑹=⃗
𝑨+⃗
𝑩
Si
⃗
𝑨
⃗
𝑹
=
⃗
𝑨
+
⃗
𝑩
⃗
𝑩
⃗
𝑩
SUMA DE VECTORES
MÉTODO DEL PARALELOGRAMO
10. CÁLCULO APLICADO A LA FÍSICA 1
⃗
𝑨
⃗
𝑩
⃗
𝑪
⃗
𝑫
⃗
𝑹=⃗
𝑨+⃗
𝑩+⃗
𝑪 +⃗
𝑫
⃗
𝑨
⃗
𝑩
⃗
𝑪
⃗
𝑫
MÉTODO DEL POLÍGONO
MÉTODO GRÁFICO
SUMA DE VECTORES
16. Los vectores permitirán representar
magnitudes vectoriales.
El vector resultante o vector suma,
remplaza a un conjunto de vectores.
Un vector se puede descomponer en la
suma de dos vectores perpendiculares.
¿QUÉ APRENDIMOS HOY?
17. Física universitaria, Volumen 1.
Sears F., Zemansky M.W., Young H. D.,
Freedman
México. Pearson Educación
Física para ciencias e ingeniería.
Volumen I.
Serway, R. y Jewett, J.W.
México. Ed. Thomson.
REFERENCIAS
Mecánica vectorial para ingenieros.
Estática
Ferdinand P. Beer, E. Russell Johnston
Mc Graw Hill