PROBLEMAS DE MECÁNICA CLÁSICA 2. VECTORES 1. Dos vectores están dados por A = 3i - 2j y B a) A + 8 y lA+ Bl b) A- 8 y lA- 81 e) La direccion de A + B y A- B v o) =- i - 4j. Calcular: ·-._..:-.._.:...._:...._, (A+~'J=C~:-2,i)+(-Z-4j) =- ,....-..-.,.._..,. ?.Z·-bJ~} ___,., lA+~\~ J~ 2+ {--~ =J 4 t ;, -) -" bJ\ .- (A'P.>) = [ 3 Z-- 2S) - (- (. -'i 4 /A -e\::- i4L-f 22!:! :: ~'"J ---..~ \._. -'"""---'"'- '-'-- i t 4 {) -:: 4 ; + 2 ~ . . ~~ {¡+4 = 4~~ ............ --..J 2. Hallar el ángulo entre los vectores A= -Si- Jj + 2k y B 4 -~ A· B =A B ces G ~- - - -- C. i =- 2j- 2k ) .....0 ...;:;¡ A~ B -::. A.x ú::t. tA·,jiB't -t At: f1> 2. -"-7--"9 A- B-: (-s)(.o) + (-3)(-~) +{2)(-2)::: o+(;- 4 t A1::. ü-s} t(-3)2. t(~)'¿ -= ~ ;¡5 t ~ +L1 lB\-:..~ ., D+l-2)2.+(-z:-,2.-::: Su..s4ti u\\-cv1d.o 1: ~ ;2 ::. 6. i b ~4+4 '~ -~ - 8"3 n L r) '1 6Í1SftJOntLo: .~ :::.{G-i0)(.< . :.33) MS ~ 1 Prof. Sergio Alvarado Alvarado 3. Dados !os vectores desplazamiento A = 3i - 4j + 4k y B = 2i + 3j - ?k J encontrar las magnitudes de fos vectores: a) C =A+ 8 b) D = 2A- 8 \,) ~ r? ·-7 . • . ... ():::~A-8 ~ ~l3c:~4J"+-4lc::)"= €- -_ , . -: , ' i ·- g J. T" 8 \( .r P :: ..11 2 +c-n/·-t'sz , ·.: : (=<¿t3j-tt::) ,.... 2. ~ -- 3 j ..¡ :J ~ :::. . J;""-tl2.i.f22.5 "':::: 4; ~ ·11 J. -t- 1S k. ,--- v362:: I '-- ..-\____ ·' -· C! . ~~ 4. Dados los vectores A= 3i- 2j y 8 =- 4i + j, calcular: a) El vector suma y su módulo b) El vector diferencia y el ángulo que forma con el eje +X e) El vector C = 2A- 38 ...l ~) :- S:: "'-"'4..._........_......_...· At B -= (3 i - zJ ) +(- 4 L-+ .n ~ -¿ -j ""'--'- ''- /' JSI=1t +-r 2 b) .- .:;¡ -7 --=? 2 '=' ~ -~~ \r:i ( .-y.-,--r~ '--""--'-- '' - D:? A -8 -= {3Z -2,j)- {-4~.-+j) ~ ~~J ~ 't 2f-(_-~}-:- J4t¡ ·+ 1 =-~-..: f 1D\-= r-v-Y'"' -1 e-=-{d -+=-+i (:).42-R '1 1 \....- .'-...--- ..........\...--' í -=-~3·;2° t ry---y-y"' Prof. Sergio Alvarado Alvarado 2 5. Dados !os vectores A (2, -1, O), B (3, -2, 1) y C (0, -2, 1). Calcular: a)(A + B}. b) (A- 8) X e e c)(A x 8). e d) (A X 8) X e '-\l.- (r1 L- Jt o ~<H (3i-z.i+ K)} (oí -'--.i + K) -=(:; ¡ ·3.Í +~<\·(o- z.í +~e) '-'--''-' = O+bJ+ ~XI::::::.. ~+}"f../';:. '+t~ 1- I ~ (}),(( ~ ~ ·-.) 1-c ~·) -e 3 z - 2J· -r ~))x e6 z- 2j· + ¡e'> ¡ A-B:: :--Z-tJ.- K - _:::¡ ( ~ \i -7 J. l<!. t ·-\ -~ A-S)XC= e (.J :- .....;::;> .:.1 ¡· i j. . . __,;'- '- '--'--·'---'--- -:::i(t-('-2.))- .)(-t-c)+~(2-o)-::3~+5-t2k_( ~" "-:-'~~ t -2. \(. \ A'!--fJ-;-. ~- _, 1 " o ·::. t(-l·-e)-.)(2-c)+~(-4-C.-3)')=-i:-'2--~)o-k 3 -2 \ (-A~~J· e(-== e-~ -ZJ·- \()·(_o¿_ 2s"' \L·~:: ct') r ~m o Á y..e =- l. -2- s-- IL : eA'/-~..:::1) "'J,C ::.. ....=¡ ..::¡ \i .i <~\ o k: \ .-1. _ -2 ' ¡ . . . . 0+4j- k ::: e +4 -l =,TI .. :"\ :: L (- 2 -!)- J [- {~o 1 f lt- (. ~ ~'--(>'- '-·~~ 2-c J ::>-'4 L +~\ +2 il.'"'\1 ~ ,...,.~ ""' "" 6. Hallar el módulo y ra dirección de A x 8 y A. 8 considerando que se tienen !os siguientes vectores: A 4i - 7j y B 3i.- 21 : =- -~ = ~ A 'f..f3 :: /A 1 l €1 \ $ef> 6 ~ 4 z+,_z -= ~ tf¡·t411-=- ~\ ~1'\ e:: A x.B~::: _ :J. 9 :: ~== 1 lA\-:. ~ 4 l~llB\ (8.o6,)(3·6) 2' 3 Prof. Sergio Alvarado Alvarado 7. Un triángulo está definido por los siguientes vértices : A (2 , 1, 3), B (2, -1 , 1} y C (0, -2 , 1). Calcular ef área de dícho triángulo: '.i:n ,y J;1(r:r. i ¡ lltJr~ h}q·;,¡-u. Lv u ·n )tn.fJ>1~J .¡.-~..ec.· A:::.lbh ;?., EJJ-/c nr:_JkJ,· fJ ~ ±Jflli ;x ¡,-e¡ A~:::~-~= (~,-1, 1) -{:< -7~ A~ ~ -) 1 (, .3) o('- t- .1· H)- (J ¿fJ. fb k:)= ~.?j -Z ~ ----.. - -_____, = ~ ·-.11 -=-(o1 .:..2 1·) ...... (·.., ¡ 3) -!. ·~ • ·) ( , . t -", ,.,. -LCL-2,J+k:- ~¿ +J ·f 3k)::.-2ti ..-3J..-21L Por f o k r7 .)o: \ ¿· u.,· ""'.;¡ ~~ AR>XI}-c:: .e - '2 -·z ·1c. \ . _¿ ·::: -3 -2. I'A'P., "'j.~JTC.\ :::.1 6z. 4 z+A2'";'- ~ 4 -t/l3tf6 1 A:: _L [e,)-::-~~~~{ ;;.. ~--- '""~ i(4-b)-.i(o-A)+t-:lo-4)-:: ..,2Ü-t-4J~-4~ -:: \ - v z¡; .::. 4] 8. Usando el triple producto escalar, encontrar el volumen de un prisma rectangular definido por los siguientes vectores: A = 3k, 8 = 4i y C = 6j. rQ'(Q UV\ fJT ;ó 1nú. ~CrJ: ¡)l~S ~Llt ·. '\-:: r\t{a cLt Ct. h1~ Y-.. A L.fvyz,. . ... ~~-e_:: ~L \ ~vv\~nec ·¡ : 0 ~ k-\~ L t) C' G t (c))-:1 (o)+ IC-(.:24-a)::: ~4 . K '2. \,_./'-...'-·..._: • \)::: [3 \C). (:¡4 JL2.) .,. 12 3 U ~ /'\.--v""f 4 Prof. Sergio Alvarado Alvarado 9. Dados los vectores A= Si +4j +6k y B= - 3i + 2j - 3k. Determinar: a) R= A+ B, IR 1y la dirección de R b) D=A -B, IDI y la dirección de D e) El ángulo entre A y B G\) ·¡_=-~ti~ (s,· +4J~+6 ~t-) +(~3[ +2j- 3 ~)-=- ;¿-:-;;¡;;:·~ ~_,~~ Jl\~ {:z 2·+6 2 f3~..'--=.{4 -f3{,·tCf ='1-J la t//rtt:cÚ:J~ cft:· /l SC~Ti~" f¡, ~ t ~ /OS ~ t! os ol-=. ;¡;,Jufos. rtJsft'c/o a- /c?J fjt~ ~~>L- M if5 ~7 ·~_:}~:~",~ ~ ees (6 = tos b).-- f2.'t =.f...= rt 1 'Ot::.1L·= Jll -7 ..:=} ¡:). -=~ gs t- 1-::::. e~ 428 1 -~ D= A-6-=-(S("+4J76J:.)-{-3i-t2j"~.3~) \_.., "-- ·'---~"--"'-./ ( =8i-t2,jt<1k ~ /fJ J:: ...¡ rf:t.:i+12-' ::. -~ 6'4 ·M -t-8 ~ =/2,7~ .......,_ "\.. '\.-'-'V ··v "'"' '""'Y-y ....,. ...... -~ Co.s o(= lD:. 8 \......,..-''-"''......._......_..·~· -~ ra't-:: ""/272 - \.....--\...... '-- ' - ..__. ~ éos (3~ DI::\ :::: .L -~ 0·163 ID 1 _.. i ' ¡3=---.. &c.6r.) ........... '..._A._-'\.._.·'-· ' - Ces ~ ~ -~ =_j_ -::: 1 ) /2•2. ~ -~ /2.-7- ~ e),'" ;; ~_;t'-f O. 6SS ..., A·8~ABeos 0 ,-:¡?:> 1 ~=-? if:: 42-S "l ~~-y e J'e c.'L.-nld..t: A- i:: (S; +4,)+-b le). (:-3; +2J -3"') -=--!S+ S -t 8 :::._:o< SJ 2 JAt-=- -~5 + 4 2 tb 2." =1:?S+ 1b+ JC. =~.tt-J 1 ....::¡. l ~ 1~ i {-',)~+ 22. ·t(-3)2.~:: '119 +4 +q :: 4 ·1 l A·~-:. (B·S)., (4·~) -::_41.3Cl ~~ ec~ e~ A·B _ -;;?s A·lb - 41·~' ·::,-O.b04 ~\_.-. J e:: ;n. 18· ( ·~~-y/)'- Prof. Sergio Alvarado Alvarado 11. Determinar el desplazamiento resultante causado por los siguientes desplazamientos: 2i +3j-3k, 3i- Sj- 2k y- 6i +2} + Bk expresándolo en términos de i, j, k, así como en términos de su magnitud. ~ -~..,;;;."'""' ¡2_ ~ /) j- t3 f-e. 12. El vector A= 2i- Sj +7k, si SB- 2A = 3 (A+ 5/J), encontrar el vector B. Prof. Sergio Alvarado Alvarado