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Suma de vectores en coordenadas polares

Introducción

Los vectores o puntos en el plano cartesiano se pueden representar en coordenadas rectangulares (x,y) que representan las distancias respecto al origen sobre el eje X y Y, respectivamente, o bien, en términos de su longitud y dirección. Está última representación se llama 'polar' ya que se representa en un sistema de coordenadas con origen en el polo de radio r=0 y dirección 0°. Se representa también como una pareja de valores , donde r es la longitud del vector y el ángulo 'theta' es la dirección en la que 'sale' el vector. Usando el Teorema de Pitágoras y las razones trigonométricas se puede demostrar que: Donde x, y, representan las respectivas coordenadas del vector sobre los ejex X y Y. La suma de vectores en representación polar requiere del uso de las razones trigonométricas para mostrar que las coordenadas del punto se pueden definir como: De manera que al sumar coordenada a coordenada los valores para dos puntos dados A y B, las coordenadas del vector resultante son: La siguiente construcción muestra la suma de vectores de forma gráfica y analítica en coordenadas rectangulares. Cada vector tiene una inclinación (ángulo) y un tamaño (longitud) que determina un par de coordenadas rectangulares cuando se proyecta dicho vector paralelamente a los ejes coordenados, siendo 'x' la proyección sobre el eje horizontal y 'y' la proyección sobre el eje vertical. Este par de coordenadas en ambos sistemas de coordenadas son equivalentes. INSTRUCCIONES 1. Mueve los deslizadores y observa como cambian los vectores 'u' , 'v' y su respectiva suma el vector 'w'. 2. Puedes observar que las componentes de cada vector cambian cuando cambias el tamaño y la inclinación de cada vector.

Actividad 1

Pregunta 1

Encuentra las coordenadas (x,y) del vector resultante para los vectores en coordenadas polares dados por U(8, 30°) y V(8,60°).

Pregunta 2

Usando las formulas anteriores, encuentra las coordenadas rectangulares (x,y) del punto L al que se dirige el vector resultante W de la suma de los vectores U y V.

Pregunta 3

¿Qué vector (x,y) se obtiene al realizar la resta o diferencia de los dos vectores dados U y V?