INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA VECTORIAL
En física las magnitudes, según sus características, se clasifican en escalares o vectoriales.
Las magnitudes escalares son aquellas que para quedar bien definidas se necesita conocer solamente su valor, por ejemplo la masa, la temperatura, el tiempo, etc.
En cambio, las magnitudes vectoriales además de conocer su valor (módulo) se debe conocer su dirección y sentido, ejemplo de magnitudes vectoriales son la velocidad, la aceleración, la fuerza, etc.
Definición de vector: Un vector es un ente que posee módulo, dirección y sentido. Los vectores se representan gráficamente mediante flechas, donde el largo de la flecha está relacionado con el módulo, el ángulo con respecto a la horizontal es la dirección y la punta de la flecha corresponde al sentido.
Vectores iguales: Dos vectores son iguales si tienen igual módulo, dirección y sentrido. Gráficamente estos vectores pueden dibujarse en forma paralela.
Vectores opuestos: Son aquellos que tienen igual módulo y dirección pero sentido diferente.
Vectores colineales: son aquellos que tienen igual dirección.
El vector V representado en el gráfico cartesiano se puede expresar de dos formas:
a) Forma Polar: Es cuando se conoce el módulo (V) y la dirección (el ángulo "α").
b) Forma rectangular: En este caso se conocen las proyecciones del vector sobre cada uno de los ejes cartesianos, Vx y Vy.
Las relaciones matemáticas entre la forma polar y rectangular son las siguientes:
Para transformar de polar a rectangular:
Vx = V cos (α)
Vy = V sen (α)
Para transformar de rectangular a polar:
V2 = Vx2 + Vy2
tan (α) = Vy / Vx
Suma de vectores: Para sumar dos o más vectores se debe sumar las componentes rectangulares y el resultado se puede transformar a polar. Si los vectores tienen la misma dirección, en este caso se suman o restan los módulos dependiendo del sentido de ellos.
Para sumar los vectores V1 y V2 se debe sumar las componentes horizntales y las componentes verticales de cada vector, obteniendo las componentes rectangulares del vertor resultante Vr
Componentes horizontales:
Vrx = V1x + V2x
Vrx = V1 cos (α) + V2 cos (β)
Componentes verticales
Vry = V1y + V2y
Vry = V1 sen (α) + V2 sen (β)
El vector resultante Vr tiene por componentes rectangular a (Vrx, Vry) el que se puede transformar a polar de la siguiente forma:
Vr2 = Vrx2 + Vry2
tan γ = Vry/Vrx