Совет 1: Как найти проекцию скорости

Вектор скорости характеризует движение тела, показывая направление и быстроту перемещения в пространстве. Скорость как функция является первой производной от уравнения координаты. Производная от скорости даст ускорение.
Инструкция
1
Сам по себе заданный вектор ничего не дает в плане математического описания движения, поэтому его рассматривают в проекциях на координатные оси. Это может быть одна координатная ось (луч), две (плоскость) или три (пространство). Чтобы найти проекции, нужно опустить перпендикуляры из концов вектора на оси.
2
Проекция представляет собой как бы «тень» вектора. Если тело движется перпендикулярно рассматриваемой оси, проекция выродится в точку и будет иметь нулевое значение. При движении параллельно координатной оси проекция совпадает с модулем вектора. И когда тело движется так, что его вектор скорости направлен под некоторым углом φ к оси x, проекция на ось x будет отрезком: V(x)=V•cos(φ), где V – модуль вектора скорости. Проекция положительна, когда направление вектора скорости совпадает с положительным направлением координатной оси, и отрицательна в обратном случае.
3
Пусть движение точки задано координатными уравнениями: x=x(t), y=y(t), z=z(t). Тогда функции скорости, спроецированной на три оси, будут иметь вид, соответственно, V(x)=dx/dt=x'(t), V(y)=dy/dt=y'(t), V(z)=dz/dt=z'(t), то есть для нахождения скорости нужно взять производные. Сам вектор скорости будет выражаться уравнением V=V(x)•i+V(y)•j+V(z)•k, где i, j, k – единичные векторы координатных осей x, y, z. Модуль скорости можно вычислить по формуле V=√(V(x)^2+V(y)^2+V(z)^2).
4
Через направляющие косинусы вектора скорости и единичные отрезки координатных осей можно задать направление вектору, отбросив его модуль. Для точки, которая движется в плоскости, достаточно двух координат, x и y. Если тело совершает движение по окружности, направление вектора скорости непрерывно изменяется, а модуль может как сохраняться постоянным, так и меняться во времени.

Совет 2: Как найти проекции точек

Перед созданием конечного изображения объекта, на чертеже строятся раздельно все его детали (элементарные составляющие). Любой геометрический объект состоит из линий, плоскостей, которые состоят из точек. Как проецируются точки, рассмотрено в данной статье.
Вам понадобится
  • Карандаш, линейка, учебник по начертательной геометрии или черчению.
Инструкция
1
С использованием метода проекций, строится изображение геометрических тел на чертежах, при этом одного изображения недостаточно, для однозначной передачи формы тел, его элементарных геометрических составляющих требуется как минимум две проекции. Следовательно, две проекции требуется для определения точки в пространстве.
2
Рассмотрите пространство двугранного угла с точкой А, которая находится внутри, ее проекцию требуется построить. Используются две плоскости проекций: горизонтальная П1 и вертикальная П2 (перпендикулярна горизонтальной и расположена перед наблюдающим).

Проекции плоскости, прямой или точки на вертикальную плоскость называются фронтальными проекциями. Ось проекций – пересечение проекционных плоскостей, которое представляет собой линию.
3
На проекционные плоскости точка А проецируется ортогонально. Перпендикулярные проецирующие лучи объединяются в проецирующую плоскость, которая, в свою очередь, перпендикулярна плоскостям проекций.

Совмещая горизонтальную и фронтальную плоскости П1 и П2 вращением по оси П2/П1, получается плоский чертеж.
4
Перпендикулярно оси П2/П1оказывается линия, на которой расположены обе проекции точки. А1 и А2 – горизонтальная и фронтальная проекции точки соединены прямой А1А2 – вертикальной линией связи.
5
В результате получен комплексный чертеж, на котором положение точки по отношению проекционных плоскостей определено однозначно за счёт связанных между собой ортогональных проекций. Благодаря построенным отрезкам вертикальной линии связи можно определить положение точки по отношению к проекционным плоскостям.
Обратите внимание
Только двумя проекциями можно однозначно определить положение точки в пространстве.
Полезный совет
Высота h (АА1 =h) и глубина f(AA2 =f) позволяют определить положение точки в пространстве относительно плоскостей.

Совет 3: Как найти проекции на оси

Чтобы найти проекцию вектора или отрезка на координатные оси, нужно опустить перпендикуляры с крайних точек на каждую из осей. Если же известны координаты вектора или отрезка, его проекцию на оси можно вычислить. То же можно сделать, если известна длина вектора и угол между ним и осью.
Вам понадобится
  • - понятие о декартовой системе координат;
  • - тригонометрические функции;
  • - действия с векторами.
Инструкция
1
Изобразите вектор или отрезок в системе координат. Затем, из одного из концов отрезка или вектора опустите перпендикуляры на каждую из осей. На пересечении перпендикуляра и каждой оси отметьте точку. Повторите эту процедуру для второго конца отрезка или вектора.
2
Измерьте расстояние от начала координат, до каждой из точек пересечения перпендикуляров с системой координат. На каждой оси от большего расстояния вычтите меньшее - это и будет проекция отрезка или вектора на каждую из осей.
3
Если известны координаты окончаний вектора или отрезка, чтобы найти его проекции на оси, от координат конца вычтите соответствующие координаты начала. Если значение получается отрицательным, берите его модуль. Знак минус означает, что проекция находится в отрицательной части координатной оси. Например, если координаты начала вектора (-2;4;0), а координаты конца (2;6;4), то проекция на ось ОХ равна 2-(-2)=4, на ось OY: 6-4=2, на ось OZ: 4-0=4.
4
Если даны координаты вектора, то они и являются проекциями на соответствующие оси. Например, если вектор имеет координаты (4;-2;5), то это значит, что проекция на ось ОХ равна 4, на ось OY: 2, на ось OZ: 5. Если координата вектора равна 0, то и его проекция на эту ось тоже равна 0.
5
В том случае, если известна длина вектора и угол между ним и осью (как в полярных координатах), то для того, чтобы найти его проекцию на эту ось, нужно умножить длину этого вектора на косинус угла между осью и вектором. Например, если известно, что длина вектора составляет 4 см, а угол между ним и осью OX в системе координат XOY равен 60º.
6
Чтобы найти его проекцию на ось OX, умножьте 4 на cos(60º). Расчет 4•cos(60º)=4•1/2=2 см. Найдите проекцию на ось OY, найдя угол между ней и вектором 90º-60º=30º. Тогда его проекция на эту ось составит 4•cos(30º)=4•0,866=3,46 см.
Источники:
  • найти проекцию вектора

Совет 4: Как найти направляющие косинусы

Математика – наука сложная и точная. Подход к ней нужен грамотный и не терпящий спешки. Естественно, без абстрактного мышления тут не обойтись. Как и без ручки с бумагой для визуального упрощения расчетов.
Инструкция
1
Отметьте углы с помощью букв гамма, бета и альфа, которые образованы вектором B с направлением в положительную сторону оси координат. Косинусы данных углов следует называть направляющими косинусами вектора B.
2
В прямоугольной декартовой системе координат координаты B равны проекциям вектора на оси координат. Таким образом,
B1 = |B|cos(альфа), B2 = |B|cos(бета), B3 = |B|cos(гамма).

Отсюда следует, что:

cos (альфа)=B1||B|, cos(бета) =B2||B|, cos(гамма)= B3/|B|, где |B|=sqrt(B1^2+ B2^2+ B3^2).

А это значит, что

cos (альфа)=B1|sqrt(B1^2+ B2^2+ B3^2), cos(бета) =B2|sqrt(B1^2+ B2^2+ B3^2), cos(гамма)= B3/sqrt(B1^2+ B2^2+ B3^2).
3
Теперь нужно выделить основное свойство направляющих. Сумма квадратов направляющих косинусов вектора всегда будет равна единице.

Правда, что cos^2(альфа)+cos^2(бета)+cos^2(гамма)= B1^2|(B1^2+ B2^2+ B3^2)+ B2^2|(B1^2+ B2^2+ B3^2)+ B3^2/(B1^2+ B2^2+ B3^2) =(B1^2+ B2^2+ B3^2)|(B1^2+ B2^2+ B3^2) = 1.
4
Например, дано: вектор B={1, 3, 5). Необходимо найти его направляющие косинусы.

Решение задачи будет следующим: |B|= sqrt(Bx^2+ By^2+ Bz^2)=sqrt(1+9 +25)=sqrt(35)=5,91.

Ответ можно записать в таком виде: {cos(альфа), cos(бета), cos(гамма)}={1/sqrt(35), 3/sqrt (35), 5/(35)}={0,16;0,5;0,84}.
5
Еще один способ нахождения. Когда вы пытаетесь найти направляющие косинусов вектора B,воспользуйтесь методикой скалярного произведения. Нам нужны углы между вектором B и направляющими векторами декартовых координат z, x и c. Их координаты {1, 0, 0}, {0, 1, 0}, {0, 0, 1}.

Теперь узнайте скалярное произведение векторов: к огда угол между векторами D, то произведение двух векторов– это число, равное произведению модулей векторов на cos D. (B, b) = |B||b|cos D. Если b=z, то (B, z) = |B||z|cos(альфа) или B1 = |B|cos(альфа). Далее все действия выполняются аналогично способу 1, с учетом координат x и c.
Видео по теме

Совет 5: Как найти проекцию точки на плоскость

Метод проекций является основой теории построения чертежных изображений в инженерной графике. Чаще всего он используется, когда необходимо найти изображение тела в виде его проекции на плоскости либо получить данные о его положении в пространстве.
Инструкция
1
В многомерном пространстве любое изображение объекта на плоскости можно получить с помощью проецирования. Однако не стоит судить о геометрической форме тела либо о форме простейших образов в геометрии на основе одной проекции точки. Наиболее полную информацию об изображении геометрического тела дает несколько проекций точек. Для чего используют проекции точек тела минимум в двух плоскостях.
2
Например, необходимо построить проекцию точки А. Для этого расположите две плоскости перпендикулярно друг другу. Одну -горизонтально, называя ее горизонтальной плоскостью и обозначая все проекции элементов с индексом 1. Вторую - вертикально. Назовите ее, соответственно, фронтальной плоскостью, а проекциям элементов присвойте индекс 2. Обе эти плоскости считайте бесконечными и непрозрачными. Линией их пересечений становится ось координат ОХ.
3
Затем примите как факт, что пространство между плоскостями проекции условно делится на четверти. Вы находитесь в первой четверти и видите только те линии и точки, которые находятся в этой области двугранного угла.
4
Суть процесса проецирования состоит в проведении луча через заданную точку, пока луч не встретится с плоскостью проекций. Данный метод получил название метода ортогонального проецирования. Согласно нему, опустите из точки А перпендикуляр на горизонтальную и фронтальную плоскость. Основанием этого перпендикуляра как раз и будет горизонтальная проекция точки А1 либо фронтальная проекция точки А2. Таким образом, вы получите положение этой точки в пространстве заданных плоскостей проекций.
Видео по теме
Обратите внимание
На основе метода проецирования вы можете найти проекцию не одной, а нескольких точек фигуры. И если соедините их линиями на чертеже, получите проекцию этой фигуры в нескольких плоскостях.

Совет 6: Как найти проекцию

В прямоугольном треугольнике существует два вида сторон – короткая сторона «катет» и длинная сторона «гипотенуза». Если провести проекцию катета на гипотенузу, та разделится на два отрезка. Чтобы определить величину одного из них, нужно прописать набор исходных данных.
Инструкция
1
В исходных данных задачи может быть прописана длина гипотенузы D и длина катета N, чью проекцию требуется найти. Чтобы определить величину проекции Nd, воспользуйтесь свойствами прямоугольного треугольника. Определите длину катета A, используя тот факт, что среднее геометрическое, взятое от длины гипотенузы и проекции катета, равняется искомой величине катета. То есть N = √(D*Nd).
2
Учитывая, что корень из произведения означает то же самое, что и среднее геометрическое, возведите в квадрат значение N (длину искомого катета), и разделите на длину гипотенузы. То есть Nd = (N/√D)² = N²/D.В исходных данных задачи длина могут быть даны значения только катетов N и T. В этом случае длину проекции Nd находите с помощью теоремы Пифагора.
3
Определите длину гипотенузы D, используя значения катетов √(N²+T²) и подставьте полученное значение в формулу для нахождения проекции. Для чего Nd = N²/√(N²+T²).
4
Если в исходных данных содержится информация о длине проекции катета Rd и величине гипотенузы D, то длину проекции второго катета Nd вычислите с помощью простейшей формулы вычитания – Nd = D – Rd.
5
В ситуации, когда известно лишь значение длины гипотенузы D и дано простое соотношение длин катетов (m/h) обратитесь за помощью к формулам из первого шага и третьего шага.
6
Согласно формуле из первого шага примите как факт, что соотношение проекций Nd и Rd приравнивается к соотношению квадратных значений их длин. То есть Nd/Rd = m²/h². Также сумма проекций катетов Nd и Rd равняется длине гипотенузы.
7
Выразите значение проекции катета Rd через искомый катет Nd и подставьте в формулу суммирования. В результате вы получите Nd + Nd*m²/h² = Nd*(1 + m²/h²) = D, после чего выведите формулу нахождения Nd = D/(1 + m²/h²). Значение Nd и укажет величину искомого катета.

Совет 7: Как определить проекцию вектора

Вектор можно рассматривать как упорядоченную пару точек в пространстве или направленный отрезок. В школьном курсе аналитической геометрии часто рассматриваются разные задачи на определение его проекций - на координатные оси, на прямую, на плоскость или на другой вектор. Обычно речь идет о двух- и трехмерных прямоугольных системах координат и перпендикулярных проекциях вектора.
Инструкция
1
Если вектор ā задан координатами начальной A(X₁,Y₁,Z₁) и конечной B(X₂,Y₂,Z₂) точек, а найти требуется его проекцию (P) на оси прямоугольной координатной системы, сделать это очень просто. Посчитайте разность соответствующих координат двух точек - т.е. проекция вектора AB на ось абсцисс будет равна Px = X₂-X₁, на ось ординат Py = Y₂-Y₁, аппликат - Pz = Z₂-Z₁.
2
Для вектора, заданного парой или тройкой (в зависимости от размерности пространства) своих координат ā{X,Y} или ā{X,Y,Z} упростите формулы предыдущего шага. В этом случае его проекции на координатные оси (āx, āy, āz) равны соответствующим координатам: āx = X, āy = Y и āz = Z.
3
Если в условиях задачи координаты направленного отрезка не указаны, но дана его длина |ā| и направляющие косинусы cos(x), cos(y), cos(z), определить проекции на координатные оси (āx, āy, āz) можно как в обычном прямоугольном треугольнике. Просто перемножьте длину на соответствующий косинус: āx = |ā|*cos(x), āy = |ā|*cos(y) и āz = |ā|*cos(z).
4
По аналогии с предыдущим шагом, проекцией вектора ā(X₁,Y₁) на другой вектор ō(X₂,Y₂) можно считать его проекцию на произвольно взятую ось, параллельную вектору ō и имеющую совпадающее с ним направление. Для вычисления этой величины (ā₀) умножайте модуль вектора ā на косинус угла (α) между направленными отрезками ā и ō: ā₀ = |ā|*cos(α).
5
Если угол между векторами ā(X₁,Y₁) и ō(X₂,Y₂) неизвестен, для вычисления проекции (ā₀) ā на ō разделите их скалярное произведение на модуль ō: ā₀ = ā*ō/|ō|.
6
Ортогональной проекцией вектора AB на прямую L называют отрезок этой прямой, образованный перпендикулярными проекциями начальной и конечной точек исходного вектора. Для определения координат точек проекции используйте формулу, описывающую прямую (в общем виде a*X+b*Y+c=0), и координаты начальной A(X₁,Y₁) и конечной B(X₂,Y₂) точек вектора.
7
Аналогичным способом находите и ортогональную проекцию вектора ā на плоскость, заданную уравнением - это должен быть направленный отрезок между двумя точками плоскости. Координаты его начальной точки рассчитайте из формулы плоскости и координат начальной точки исходного вектора. Это же относится и к конечной точке проекции.

Совет 8: Как найти нулевую скорость

В курсе физики помимо обычной скорости, знакомой всем из алгебры, существует понятие «нулевая скорость». Нулевая скорость или, как ее еще называют, – начальная находится другим способом, отличным от формулы нахождения обычной скорости.
Инструкция
1
Нулевую скорость можно найти несколькими способами, каждый из которых применим к задачам, содержащим те или иные известные компоненты.
2
Если в условии задачи даны расстояние, которое прошло тело (S), время, которое потребовалось телу для преодоления расстояния (t), ускорение, с которым двигалось тело (a), то найти нулевую скорость можно с помощью формулы: S=V0t+at^2/2, где V0 – нулевая скорость, t^2 – t в квадрате. Пусть S=100 м, t=5 c, a=2 м/c в квадрате.
3
Чтобы найти нулевую скорость (V0) с помощью формулы, указанной выше, воспользуйтесь правилом нахождения неизвестного слагаемого: «Чтобы найти неизвестное слагаемое, нужно из суммы вычесть известное слагаемое». Получится: V0t= S- at^2/2.
4
Затем примените правило нахождения неизвестного множителя: «Чтобы найти неизвестный множитель, нужно произведение разделить на известный множитель». Получится: V0= (S- at^2/2)/t.
5
В полученную формулу подставьте значения известных величин. Получится: V0=(100-2х5^2/2)/5, V0=(100-25)/5, V0=15 м/с.
6
Когда в условии задачи вместо расстояния (S) дана конечная скорость (V), к которой тело пришло от нулевой скорости (V0), то для нахождения V0 используйте формулу: V=V0+at, где V – конечная скорость тела, а – ускорение, с которым двигалось тело, t – время, на протяжении которого двигалось тело. Пусть V=25 м/c, t=5 c, a=2 м/c в квадрате.
7
Теперь для нахождения нулевой скорости воспользуйтесь правилом неизвестного слагаемого. Получится: V0= V- at. В полученную формулу подставьте известные значения. Таким образом: V0=25-2х5, V0=25-10, V0=15 м/с.
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше