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VECTOR UNITARIO
En el diagrama se observa un vector C ; si en la misma
dirección de C trazamos otro vector (𝜇 𝑐) de modulo
igual a la unidad diremos que 𝜇 𝑐 es el vector unitario C
C
𝜇 𝑐
1
El vector unitario de un vector es otro vector en la misma
dirección cuyo modulo es la unidad
Matemáticamente el vector unitario se halla dividiendo el vector
entre su respectivo modulo.
𝜇 𝑐 =
𝐶
𝐶
EJEMPLO: Dado el vector C en el plano cartesiano, determine:
a) El vector C
b) El modulo del vector C
c) El vector unitario de C
Solución:
C
-8 -1
4
4
a) C = Extremo – Origen
C = (-8 ; 4) - (4 ; -1)
C = ( -8 – 4 ; 4 - - 1)
C = ( - 12 ; 5)
b) 𝐶 = (−12)2+(5)2
𝐶 = 144 + 25 = 169
𝐶 = 13
c) 𝜇 𝑐 =
𝐶
𝐶
𝜇 𝑐 =
(−12;5)
13
𝜇 𝑐 =
−12
13
;
5
13
DESCOMPOSICION RECTANGULAR DE UN VECTOR
Es la representación de un vector en función de otros vectores
ubicados sobre dos direcciones mutuamente perpendiculares.
V𝑉𝑦
𝑉𝑥
𝜃
𝛼
“X” y “Y” son las direcciones
perpendiculares
“𝑉𝑥” y “𝑉𝑦” son las componentes del
vector V
Las componentes se pueden hallar
usando el ángulo 𝜃 o el ángulo 𝛼
𝑉𝑋 = 𝑉𝑐𝑜𝑠𝜃 = 𝑉𝑠𝑒𝑛𝛼
𝑉𝑦 = 𝑉𝑠𝑒𝑛𝜃 = 𝑉𝑐𝑜𝑠𝛼
EJEMPLOS:
30°
53°
20 40
𝑉𝑥 = 40𝑠𝑒𝑛53°
𝑉𝑦 = 40𝑐𝑜𝑠53°
𝑉𝑥 = 20𝑐𝑜𝑠30°
𝑉𝑦 = 20𝑠𝑒𝑛30°
En el esquema se muestran los módulos de tres vectores ubicados en un sistema de
ejes “X” y “y”. Calcule el modulo del vector resultante.
37°
10
3
4
X
Y
SOLUCIÓN:
Descomponemos rectangularmente el vector que esta fuera de los ejes
Hallamos una resultante parcial en cada eje:
En el eje “X”…………………………
𝑅 𝑋 = 10𝑐𝑜𝑠37° − 4
𝑅 𝑋 = 10
4
5
− 4
𝑅 𝑥 = 8 − 4
𝑅 𝑥 = 4
37°
10
3
4
X
Y
10 sen37°
10 cos37°
En el eje “Y”…………………………
𝑅 𝑦 = 10𝑠𝑒𝑛37° − 3
𝑅 𝑋 = 10
3
5
− 3
𝑅 𝑥 = 6 − 3
𝑅 𝑥 = 3
Estas resultantes parciales pueden ser graficadas sobre los ejes “X” y “Y”
R
4
3
Y
X
El modulo de la resultante total se halla con el teorema
de Pitágoras.
𝑅 = (3)2+(4)2
𝑅 = 9 + 16
𝑅 = 25
𝑅 = 5
APLICACIONES
1) Haciendo uso del diagrama calcule el vector unitario del vector S
4
2 S
SOLUCION:
S = -4 ; -2
𝑆 = (−4)2+ −2 2
𝑆 = 16 + 4
𝑆 = 20 = 2 5
𝜇 𝑠 =
𝑆
𝑆
=
(−4 ; −2)
2 5
=
(−2 ; −1)
5
𝜇 𝑠 =
1
5
(−2 ; −1)
2) Un cuadrado de 3 unidades de lado se ha dividido
uniformemente en nueve secciones encuentre el modulo de la
diferencia de vectores
A
B
SOLUCION:
A = (2 ; -2) B = (3 ; 1)
A – B = (2 ; -2) - (3 ; 1 )
A – B = (2 - 3 ; -2 – 1)
A – B = - 1 ; - 3
𝐴 − 𝐵 = (−1)2+(−3)2
𝐴 − 𝐵 = 1 + 9
𝐴 − 𝐵 = 10
3) del problema anterior halle el vector unitario del vector diferencia
𝐴 − 𝐵
SOLUCIÓN:
𝜇 𝐴−𝐵 =
𝐴 − 𝐵
𝐴 − 𝐵
𝜇 𝐴−𝐵 =
(−1 ; −3)
10
𝜇 𝐴−𝐵 =
−1
10
;
−3
10
4) Usando ejes rectangulares “X” e “Y” hallar el modulo de la
suma de vectores.
2
3
2
135°
SOLUCIÓN:
2
3
2
135°45°
− 2𝑠𝑒𝑛45 = −1
45°
45°
1
1
2
2𝑐𝑜𝑠45 = 1
Σ 𝑥 = −1 + 3 Σ 𝑦 = +1 − 2
Σ 𝑥 = 2 Σ 𝑦 = −1
𝑅 = (Σ𝑥)2+(Σ𝑦)2
𝑅 = (2)2+(−1)2
𝑅 = 4 + 1
𝑅 = 5
5) El diagrama muestra tres fuerzas coplanares concurrentes,
calcule el modulo de la fuerza resultante.
105
4 2
37°53°
45°
SOLUCION:
105
4 2
37°53°
45°
10𝑠𝑒𝑛37 = 6
10𝑐𝑜𝑠37 = 8
5sen 53° = 4
-5cos 53° = - 3
−4 2sen 45° = - 4
−4 2cos 45° = - 4
45°
45°
53°
37°
1
1
2
3
4
5
Σ 𝑥 = 8 − 3 − 4 Σ 𝑦 = 6 -4 + 4
Σ 𝑥 = 1 Σ 𝑦 = 6
𝑅 = (Σ𝑥)2+(Σ𝑦)2
𝑅 = (1)2+(6)2
𝑅 = 1 + 36 𝑅 = 37
6) Sobre un anillo actúan tres fuerzas como se puede ver en el
diagrama, calcule el módulo de la fuerza resultante.
11N
10N
5N
127°
SOLUCION:
11N
10N
5N
127°
37°
-5sen37°= -3
-5cos37°= -4
37°
53°
3
4
5
Σ 𝑥 = −4 + 10 Σ 𝑦 = -3+11
Σ 𝑥 = 6 Σ 𝑦 = 8
𝑅 = (Σ𝑥)2+(Σ𝑦)2
𝑅 = (6)2+(8)2
𝑅 = 36 + 64 𝑅 = 100 𝑅 = 10
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  • 1.
  • 2. VECTOR UNITARIO En el diagrama se observa un vector C ; si en la misma dirección de C trazamos otro vector (𝜇 𝑐) de modulo igual a la unidad diremos que 𝜇 𝑐 es el vector unitario C C 𝜇 𝑐 1 El vector unitario de un vector es otro vector en la misma dirección cuyo modulo es la unidad
  • 3. Matemáticamente el vector unitario se halla dividiendo el vector entre su respectivo modulo. 𝜇 𝑐 = 𝐶 𝐶 EJEMPLO: Dado el vector C en el plano cartesiano, determine: a) El vector C b) El modulo del vector C c) El vector unitario de C Solución: C -8 -1 4 4 a) C = Extremo – Origen C = (-8 ; 4) - (4 ; -1) C = ( -8 – 4 ; 4 - - 1) C = ( - 12 ; 5) b) 𝐶 = (−12)2+(5)2 𝐶 = 144 + 25 = 169 𝐶 = 13 c) 𝜇 𝑐 = 𝐶 𝐶 𝜇 𝑐 = (−12;5) 13 𝜇 𝑐 = −12 13 ; 5 13
  • 4. DESCOMPOSICION RECTANGULAR DE UN VECTOR Es la representación de un vector en función de otros vectores ubicados sobre dos direcciones mutuamente perpendiculares. V𝑉𝑦 𝑉𝑥 𝜃 𝛼 “X” y “Y” son las direcciones perpendiculares “𝑉𝑥” y “𝑉𝑦” son las componentes del vector V Las componentes se pueden hallar usando el ángulo 𝜃 o el ángulo 𝛼 𝑉𝑋 = 𝑉𝑐𝑜𝑠𝜃 = 𝑉𝑠𝑒𝑛𝛼 𝑉𝑦 = 𝑉𝑠𝑒𝑛𝜃 = 𝑉𝑐𝑜𝑠𝛼
  • 5. EJEMPLOS: 30° 53° 20 40 𝑉𝑥 = 40𝑠𝑒𝑛53° 𝑉𝑦 = 40𝑐𝑜𝑠53° 𝑉𝑥 = 20𝑐𝑜𝑠30° 𝑉𝑦 = 20𝑠𝑒𝑛30°
  • 6. En el esquema se muestran los módulos de tres vectores ubicados en un sistema de ejes “X” y “y”. Calcule el modulo del vector resultante. 37° 10 3 4 X Y SOLUCIÓN: Descomponemos rectangularmente el vector que esta fuera de los ejes Hallamos una resultante parcial en cada eje: En el eje “X”………………………… 𝑅 𝑋 = 10𝑐𝑜𝑠37° − 4 𝑅 𝑋 = 10 4 5 − 4 𝑅 𝑥 = 8 − 4 𝑅 𝑥 = 4 37° 10 3 4 X Y 10 sen37° 10 cos37°
  • 7. En el eje “Y”………………………… 𝑅 𝑦 = 10𝑠𝑒𝑛37° − 3 𝑅 𝑋 = 10 3 5 − 3 𝑅 𝑥 = 6 − 3 𝑅 𝑥 = 3 Estas resultantes parciales pueden ser graficadas sobre los ejes “X” y “Y” R 4 3 Y X El modulo de la resultante total se halla con el teorema de Pitágoras. 𝑅 = (3)2+(4)2 𝑅 = 9 + 16 𝑅 = 25 𝑅 = 5
  • 8. APLICACIONES 1) Haciendo uso del diagrama calcule el vector unitario del vector S 4 2 S SOLUCION: S = -4 ; -2 𝑆 = (−4)2+ −2 2 𝑆 = 16 + 4 𝑆 = 20 = 2 5 𝜇 𝑠 = 𝑆 𝑆 = (−4 ; −2) 2 5 = (−2 ; −1) 5 𝜇 𝑠 = 1 5 (−2 ; −1)
  • 9. 2) Un cuadrado de 3 unidades de lado se ha dividido uniformemente en nueve secciones encuentre el modulo de la diferencia de vectores A B SOLUCION: A = (2 ; -2) B = (3 ; 1) A – B = (2 ; -2) - (3 ; 1 ) A – B = (2 - 3 ; -2 – 1) A – B = - 1 ; - 3 𝐴 − 𝐵 = (−1)2+(−3)2 𝐴 − 𝐵 = 1 + 9 𝐴 − 𝐵 = 10
  • 10. 3) del problema anterior halle el vector unitario del vector diferencia 𝐴 − 𝐵 SOLUCIÓN: 𝜇 𝐴−𝐵 = 𝐴 − 𝐵 𝐴 − 𝐵 𝜇 𝐴−𝐵 = (−1 ; −3) 10 𝜇 𝐴−𝐵 = −1 10 ; −3 10
  • 11. 4) Usando ejes rectangulares “X” e “Y” hallar el modulo de la suma de vectores. 2 3 2 135° SOLUCIÓN: 2 3 2 135°45° − 2𝑠𝑒𝑛45 = −1 45° 45° 1 1 2 2𝑐𝑜𝑠45 = 1 Σ 𝑥 = −1 + 3 Σ 𝑦 = +1 − 2 Σ 𝑥 = 2 Σ 𝑦 = −1 𝑅 = (Σ𝑥)2+(Σ𝑦)2 𝑅 = (2)2+(−1)2 𝑅 = 4 + 1 𝑅 = 5
  • 12. 5) El diagrama muestra tres fuerzas coplanares concurrentes, calcule el modulo de la fuerza resultante. 105 4 2 37°53° 45° SOLUCION: 105 4 2 37°53° 45° 10𝑠𝑒𝑛37 = 6 10𝑐𝑜𝑠37 = 8 5sen 53° = 4 -5cos 53° = - 3 −4 2sen 45° = - 4 −4 2cos 45° = - 4 45° 45° 53° 37° 1 1 2 3 4 5 Σ 𝑥 = 8 − 3 − 4 Σ 𝑦 = 6 -4 + 4 Σ 𝑥 = 1 Σ 𝑦 = 6 𝑅 = (Σ𝑥)2+(Σ𝑦)2 𝑅 = (1)2+(6)2 𝑅 = 1 + 36 𝑅 = 37
  • 13. 6) Sobre un anillo actúan tres fuerzas como se puede ver en el diagrama, calcule el módulo de la fuerza resultante. 11N 10N 5N 127° SOLUCION: 11N 10N 5N 127° 37° -5sen37°= -3 -5cos37°= -4 37° 53° 3 4 5 Σ 𝑥 = −4 + 10 Σ 𝑦 = -3+11 Σ 𝑥 = 6 Σ 𝑦 = 8 𝑅 = (Σ𝑥)2+(Σ𝑦)2 𝑅 = (6)2+(8)2 𝑅 = 36 + 64 𝑅 = 100 𝑅 = 10