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Les vecteurs peuvent être utilisés pour résoudre une variété de problèmes qui incluent des quantités telles que l'accélération, l'élan, la force, la vitesse et le déplacement.
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Inscris-toi gratuitementQu'est-ce qu'un vecteur ?
Un vecteur v est donné. La composante horizontale de v est vx, tandis que la composante verticale de v est vy. Le vecteur v a un angle d'inclinaison de a. Quelle équation permet de déterminer vx?
Un vecteur v est donné. La composante horizontale de v est vx, tandis que la composante verticale de v est vy. Le vecteur v a un angle d'inclinaison de a. Quelle équation nous aide à trouver vy?
Laquelle des quantités suivantes n'est pas un vecteur ?
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Un vecteur v est donné. La composante horizontale de v est vx, tandis que la composante verticale de v est vy. Le vecteur v a un angle d'inclinaison de a. Quelle équation permet de déterminer vx?
Un vecteur v est donné. La composante horizontale de v est vx, tandis que la composante verticale de v est vy. Le vecteur v a un angle d'inclinaison de a. Quelle équation nous aide à trouver vy?
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Un scalaire est une quantité qui n'a pas dedirection. Il s'agit simplement d'une échelle de quantités comme les kilogrammes ou les centimètres. Par exemple, ton poids et ta taille sont exprimés en termes de quantité et d'unité, mais ils n'ont pas de direction. La vitesse, la masse, la température, l'énergie, la longueur et la distance sont des exemples de quantités scalaires.
Un vecteur, en revanche, a une magnitude et une direction. L'élan d'un objet, par exemple, est égal à sa masse par accélération et a une direction, ce qui en fait une unité vectorielle. La vitesse, l'accélération, l'élan, le déplacement et la force, y compris le poids, sont des exemples de quantités vectorielles.
La décomposition des vecteurs en composantes nous aide à résoudre les problèmes vectoriels complexes. Pour décomposer un vecteur en ses composantes, nous devons mesurer la longueur horizontale et verticale du vecteur et exprimer ces longueurs sous forme de deux grandeurs distinctes. Examinons l'exemple ci-dessous pour mieux comprendre le concept.
Trouve les composantes du vecteur illustré ci-dessous.
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Inscris-toi ici gratuitementPour trouver les composantes de ce vecteur, nous devons commencer par déterminer ses longueurs horizontale et verticale.
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Inscris-toi ici gratuitementComme tu peux le voir, la longueur horizontale est de 12, et la longueur verticale de 10. Lorsque nous résolvons un vecteur en ses composantes, nous obtenons toujours une valeur horizontale et une valeur verticale. Les longueurs que nous avons mesurées sont les grandeurs des composantes du vecteur.
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Inscris-toi ici gratuitementComme tu peux le voir, les composantes de ce vecteur sont deux vecteurs, un horizontal et un vertical, dont les grandeurs sont 12 et 10.
Peut-on décomposer un vecteur en ses composantes lorsqu'on ne peutpasmesurer ses longueurs horizontale et verticale ? Oui, c'est possible, maisvoyonscommentprocéder.
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Si nous connaissons l'angle de gradient d'un vecteur, nous pouvons déterminer la magnitude de ses composantes horizontales et verticales. Pour le vecteur v ci-dessus, l'angle de pente est a. Nous pouvons alors déterminer la relation entre l'angle et la magnitude des composantes à l'aide de la trigonométrie.
Déterminons la grandeur de la composante horizontale vx.Nous savons que :
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Inscris-toi ici gratuitementSi nous résolvons l'équation pour vx, nous obtenons :
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Inscris-toi ici gratuitementDéterminonsmaintenantl'ampleur de la composante verticale vy. Là encore, nous savons que :
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Inscris-toi ici gratuitementSi nous résolvons l'équation de vy, nous obtenons :
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Inscris-toi ici gratuitementL'addition de deux vecteurs s'appelle la recherche de leur résultante. Il y a deux façons d'additionner des vecteurs. La première consiste à utiliser des diagrammes à l'échelle, tandis que la seconde fait appel à la trigonométrie.
Pour trouver la résultante des vecteurs en utilisant les diagrammes d'échelle, nous devons dessiner un diagramme d'échelle des vecteurs que nous souhaitons additionner, en reliant les vecteurs "de la pointe à la queue".
L'exemple suivant illustre ce concept.
Un homme marche d'abord vers le nord-est sur 11,40 mètres, puis continue à marcher vers l'est sur 6,6 mètres, et enfin marche vers le nord-ouest sur 21,26 mètres avant de s'arrêter. Détermine le déplacement total de l'homme.
Pour déterminer le déplacement total del'homme, nous devons énoncer les longueurs qu'il a parcourues sous forme de vecteurs, chacun ayant la direction et la magnitude correctes.Appelonsson premier mouvement le vecteur A, son deuxième le vecteur B et son troisième le vecteur C.
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Si tu mesures le déplacement total avec une règle, tu verras qu'il est de 23,094 mètres dans la direction du nord, même si l'homme a marché pendant 39,26 mètres.Prouvons-lemathématiquement en transformant les vecteurs en leurs composantes. Dans cet exemple particulier, nous n'avons besoin que des composantes verticales puisque le déplacement total est uniquement vertical.
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Pour déterminerAy, nous appliquons l'équation de résolution des vecteurs en leurs composantes :
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Inscris-toi ici gratuitementNous n'avons pas besoin de déterminer les composantes de B, car cet exemplenecomporte pas de composante verticale. Pour déterminerCy, nous appliquons la même équation.
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Inscris-toi ici gratuitementLe déplacement total est la somme deAy etCy, qui peut être calculée comme suit :
role="math" style="max-width : none ;">
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Inscris-toi ici gratuitementSi deux vecteurs sont perpendiculaires l'un à l'autre, nous pouvons trouver la résultante à l'aide de la trigonométrie.Prenonsà nouveau un exemple.
Deux amis poussent une boîte. Les deux forces qu'ils appliquent sont perpendiculaires l'une à l'autre. L'un des amis applique une force de 3 newtons (F1) dans la direction de l'est, tandis que l'autre applique une force de 4 newtons (F2) dans la direction du nord. Détermine le vecteur résultant de la force totale appliquée à la boîte.
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Deux forces,F1 etF2, sont perpendiculaires l'une à l'autre, ce qui signifie que la magnitude de Ftotal est égale à l'hypoténuse du triangle formé par ces vecteurs.
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