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18.2: 向量

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    204575
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    检查你的理解

    2.1。 a. 不相等,因为它们是正交的;b. 不相等,因为它们具有不同的量级;c. 不相等,因为它们具有不同的量级和方向;d. 不相等,因为它们是反平行的;e. 相等。

    2.2。 16 m;\(\vec{D}\) = −16 m\(\hat{u}\)

    2.3。 G = 28.2 厘米,\(\theta_{G}\)= 291°

    2.4。 \(\vec{D}\)= (−5.0\(\hat{i}\) − 3.0\(\hat{j}\)) cm;苍蝇向左移动 5.0 厘米,从着陆点向下移动 3.0 厘米。

    2.5。 5.83 厘米、211°

    2.6。 \(\vec{D}\)= (−20 m)\(\hat{j}\)

    2.7。 35.1 m/s = 126.4 km/h

    2.8。 \(\vec{G}\)= (10.25\(\hat{i}\) − 26.22\(\hat{j}\)) cm

    2.9。 D = 55.7 N;向东以北 65.7° 方向

    2.10。 \(\hat{v}\)= 0.8\(\hat{i}\) + 0.6\(\hat{j}\),东部以北 36.87°

    2.11。 \(\vec{A} \cdotp \vec{B}\)= −57.3,\(\vec{F} \cdotp \vec{C}\)= 27.8

    2.13。 131.9°

    2.14。 W 1 = 1.5 J,W 2 = 0.3 J

    2.15。 \(\vec{A} \times \vec{B}\)= −40.1\(\hat{k}\) 或者等效地是\(\vec{A} \times \vec{B}\) | | = 40.1,方向是进入页面;\(\vec{C} \times \vec{F}\)= + 157.6\(\hat{k}\) 或者等效地是\(\vec{C} \times \vec{F}\) | | = 157.6,方向不在页面上。

    2.16。 a. −2\(\hat{k}\)、b. 2、c. 153.4°、d. 135°

    概念性问题

    1。 标量

    3。 答案可能有所不同

    5。 平行、量级和、反平行、零

    7。 是的,是的

    9。 零,是的

    11。

    13。 等于、等于、相同

    15。 x 轴的单位向量

    17。 它们是平等的。

    19。 是的

    21。 a. C =\(\vec{A} \cdotp \vec{B}\)、b.\(\vec{C} = \vec{A} \times \vec{B}\)\(\vec{C} = \vec{A} - \vec{B}\)、c.\(\vec{C} = \vec{A} \times\vec{B}\)、d。\(\vec{C}\) = A\(\vec{B}\)、e.\(\vec{C} + 2 \vec{A} = \vec{B}\)、f.\(\vec{C} = \vec{A} \times \vec{B}\)、g. 左侧是标量,右侧是向量 h.\(\vec{C} = 2 \vec{A} \times \vec{B}\)、i.\(\vec{C} = \frac{\vec{A}}{B}\)、j。\(\vec{C} = \frac{\vec{A}}{B}\)

    23。 它们是正交的。

    问题

    25。 \(\vec{h}\)= −16.4 m\(\hat{u}\)、16.4 m

    27。 30.8 m,北向西 35.7°

    29。 134 km,80°

    31。 7.34 km,向东以南 63.5°

    33。 向东 3.8 公里,向北 3.2 公里,7.0 千米

    35。 14.3 km,65°

    37。 a.\(\vec{A}\) = + 8.66\(\hat{i}\) + 5.00\(\hat{j}\)

    b.\(\vec{B}\) = + 3.01\(\hat{i}\) + 3.99\(\hat{j}\)

    c.\(\vec{C}\) = + 6.00\(\hat{i}\) − 10.39\(\hat{j}\)

    d.\(\vec{D}\) = −15.97\(\hat{i}\) + 12.04\(\hat{j}\)

    f.\(\vec{F}\) = −17.32\(\hat{i}\) − 10.00\(\hat{j}\)

    x y 坐标系的右侧 x 为正,向上 y 为正。 向量 A 的幅度为 10.0,指向 x 正方向逆时针方向 30 度。 向量 B 的幅度为 5.0,指向 x 正方向逆时针方向 53 度。 向量 C 的幅度为 12.0,指向正的 x 方向顺时针方向 60 度。 向量 D 的幅度为 20.0,指向从负 x 方向顺时针方向 37 度。 向量 F 的幅度为 20.0,指向从负 x 方向逆时针方向 30 度。

    39。 a. 1.94 km、7.24 km

    b. 证明

    41。 向东 3.8 千米,向北 3.2 千米,2.0 km,\(\vec{D}\)= (3.8\(\hat{i}\) + 3.2\(\hat{j}\)) km

    43。 P 1(2.165 m、1.250 m)、P 2(−1.900 m、3.290 m)、5.27 m

    45。 8.60 m、A (2\(\sqrt{5}\) m、0.647\(\pi\))、B (3\(\sqrt{2}\) m、0.75\(\pi\))

    47。 a.\(\vec{A} + \vec{B}\) = −4\(\hat{i}\) − 6\(\hat{j}\)\(\vec{A} + \vec{B}\)| = 7.211,\(\theta\)= 236.3°

    b.\(\vec{A} -\vec{B}\) = -2\(\hat{i}\) + 2\(\hat{j}\),|\(\vec{A} - \vec{B}\) | = 2\(\sqrt{2}\)\(\theta\)= 135°

    49。 a.\(\vec{C}\) = (5.0\(\hat{i}\) − 1.0\(\hat{j}\) − 3.0\(\hat{k}\)) m,C = 5.92 m

    b.\(\vec{D}\) = (4.0\(\hat{i}\) − 11.0\(\hat{j}\) + 15.0\(\hat{k}\)) m,D = 19.03 m

    51。 \(\vec{D}\)= (3.3\(\hat{i}\) − 6.6\(\hat{j}\)) km\(\hat{i}\),向东,7.34 km,−63.5°

    53。 a.\(\vec{R}\) = −1.35\(\hat{i}\) − 22.04\(\hat{j}\)

    b.\(\vec{R}\) = −17.98\(\hat{i}\) + 0.89\(\hat{j}\)

    55。 \(\vec{D}\)= (200\(\hat{i}\) + 300\(\hat{j}\)) yd,D = 360.5 码,东北 56.3°;数字答案将保持不变,但物理单位为米。 物理含义和距离大致相同,因为 1 yd 相当于 1 m。

    57。 \(\vec{R}\)= −3\(\hat{i}\) − 16\(\hat{j}\)

    59。 \(\vec{E}\)= E\(\hat{E}\),E x = + 178.9 V/m,E y = −357.8 V/m,E z = 0.0 V/m,\(\theta_{E}\)= −tan −1 (2)

    61。 a.\(\vec{R}_{B}\) = (12.278\(\hat{i}\) + 7.089\(\hat{j}\) + 2.500\(\hat{k}\)) km,\(\vec{R}_{D}\)= (−0.262\(\hat{i}\) + 3.000\(\hat{k}\)) km

    b. |\(\vec{R}_{B} − \vec{R}_{D}\) | = 14.414 km

    63。 a. 8.66

    b. 10.39

    c. 0.866

    d. 17.32

    65。 \(\theta_{i}\)= 64.12°,\(\theta_{j}\)= 150.79°,\(\theta_{k}\)= 77.39°

    67。 a. −119.98\(\hat{k}\)

    b. 0\(\hat{k}\)

    c. +93.69\(\hat{k}\)

    d. −240.0\(\hat{k}\)

    e. +3.993\(\hat{k}\)

    f. −3.009\(\hat{k}\)

    g. +14.99\(\hat{k}\)

    h. 0

    69。 a. 0

    b. 173,194

    c. +199,993\(\hat{k}\)

    其他问题

    71。 a. 18.4 千米和 26.2 千米

    b. 31.5 千米和 5.56 千米

    73。 a. (r,\(\phi + \frac{\pi}{2}\))

    b. (2r,\(\phi + 2 \pi\))

    c. (3r, −\(\phi\))

    75。 d PM = 33.12 nmi = 61.34 km,d NP = 35.47 nmi = 65.69 km

    77。 证明

    79。 上午 10:00 m

    b. 5\(\pi\) m,c. 0

    81。 22.2 km/h,向西以南 35.8°

    83。 240.2 m,向西以南 2.2°

    85。 \(\vec{B}\)= −4.0\(\hat{i}\) + 3.0\(\hat{j}\)\(\vec{B}\) = 4.0\(\hat{i}\) − 3.0\(\hat{j}\)

    87。 证明

    挑战问题

    89。 G \(\perp\)= 2375 ▸\(\sqrt{17}\) 9792

    91。 证明

    贡献者和归因

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