Processing math: 100%
Zadanie  1.3.1.3
DOI: 10.37190/OZE-FizykaCw1-r1

 Zadanie 1.3.1.3

Kąt pomiędzy wektorami
W kartezjańskim układzie współrzędnych dane są dwa wektory: a=ˆi+3ˆj+2ˆk oraz b=2ˆi+3ˆk. Oblicz kąt pomiędzy wektorami a+b oraz a.

 Wskazówka teoretyczna

 Teoria – kąt pomiędzy wektorami
Kąt pomiędzy wektorami ϕ można wyznaczyć, korzystając z definicji iloczynu skalarnego dwu wektorów ab=abcosϕ.

Dane i szukane

Dane:
- współrzędne wektora pierwszego a=ˆi+3ˆj+2ˆk,
- współrzędne wektora drugiego b=2ˆi+3ˆk.

Szukane:
- kąt pomiędzy wektorami a+b oraz a.

Rozwiązanie

Podczas rozwiązywania należy wykonać następujące kroki:

  1. Wyznaczyć wektor c=a+b oraz długość wektorów a i c.
  2. Korzystając z własności iloczynu skalarnego dwu wektorów wyznaczyć iloczyn ac oraz kąt pomiędzy nimi.

Obliczenia:

Krok 1:
c=a+b=(ˆi+3ˆj+2ˆk)+(2ˆi+3ˆk)
c=(12)ˆi+(3+0)ˆj+(2+3)ˆk
c=3ˆi+3ˆj+5ˆk

Długość wektora a:
a=|a|=(ax)2+(ay)2+az)2=(1)2+32+22=14
c=|c|=(cx)2+(cy)2+(cz)2=(3)2+32+52=43

Krok 2:
Iloczyn skalarny ac
ac=(1)(3)+33+25=22

Aby wyznaczyć wartość kąta, należy najpierw obliczyć cosinus tego kąta:
cos(a,c)=acac
cos(a,c)=221443=0,897
arccos(0,897)=26,28

Funkcja cosinus jest funkcją parzystą, więc cos(α)=cos(α). Rozwiązaniem może być również kąt 26,28.

Odpoweidź

Kąt pomiędzy wektorami a+b oraz a wynosi ±26,28.