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用向量求解问题

我们可以用矢量来解决许多涉及物理量的问题,比如速度、速度、重量、功等等。

速度:

运动物体的速度用矢量来表示,矢量的方向是运动的方向,大小是速度。

例子:

抛出的球的初始速度为 70 英尺每秒。的角度 35 ° 与水平。求速度的垂直分量和水平分量。

v 用给定的信息写出速度 v 单位矢量形式:

v = 70 因为 35 ° + 70 35 ° j

化简标量,我们得到:

v 57.34 + 40.15 j

因为标量是的水平和垂直分量 v

因此,水平分量为 57.34 英尺每秒竖直分量是 40.15 英尺每秒。

力量:

力也用向量表示。如果有几个力作用在一个物体上,这个物体所受的合力就是这些力的矢量和。

例子:

两股力量 F 1 F 2 与大小 20. 30. ,分别作用于某一点上的物体 P 如图所示。求作用于点的合力 P

首先我们写 F 1 F 2 成分形式:

v 57.34 + 40.15 j

化简标量,我们得到:

F 1 = 20. 因为 45 ° + 20. 45 ° j = 20. 2 2 + 20. 2 2 j = 10 2 + 10 2 j F 2 = 30. 因为 150 ° + 30. 150 ° j = 30. 3. 2 + 30. 1 2 j = 15 3. + 15 j

所以,合力 F

F = F 1 + F 2 = 10 2 + 10 2 j + 15 3. + 15 j = 10 2 15 3. + 10 2 + 15 j 12 + 29 j

工作:

的工作 W 由力作用 F 沿着矢量运动 D W = F D

例子:

力是由矢量给出的 F = 2 3. 并将物体从该点移动 1 3. 切中要害 5 9 .发现工作完成了。

首先我们找到位移。

位移矢量为

D = 5 1 9 3. = 4 6

根据公式,所做的功是

W = F D = 2 3. 4 6 = 26

如果力的单位是磅,距离的单位是英尺,那么所做的功就是 26 英尺-磅。