Fuerzas y momentos

Momento en un punto y momento áxico. Pares, sistemas equivalentes, reducción y eje central.

APARTADO 3.1

Producto escalar: cuánto coincide una dirección con otra

El producto escalar toma dos vectores y devuelve un número con las unidades correspondientes. Sirve para medir alineamiento, encontrar ángulos y calcular la parte de un vector que apunta a lo largo de una dirección.

A · B = AₓBₓ + AᵧBᵧ + A_zB_z = |A| |B| cos θ
Multiplica componentes del mismo eje y suma. θ es el ángulo entre los vectores, de 0° a 180°.

Si apuntan en el mismo sentido, el coseno es positivo. Si son perpendiculares, vale cero. Si forman un ángulo mayor de 90°, el producto es negativo. Para hallar el ángulo entre vectores no nulos, despeja cos θ = (A·B)/(|A||B|).

Ejemplo explicado

Proyectar una fuerza sobre una dirección

  1. F = (60,80,0) N y u = (1,0,0). La proyección escalar es F·u = 60 N.
  2. Ahora u = (3/5,4/5,0), que apunta en la misma dirección de F. F·u = 36 + 64 = 100 N.
  3. Si u = (−1,0,0), la proyección es −60 N. El signo indica que la fuerza apunta al contrario del sentido elegido para ese eje.
Componente escalar sobre u: F_u = F · u
u debe ser unitario. El resultado es un número con signo.
Proyección vectorial: F_∥ = (F · u) u
Multiplica la componente escalar por la dirección para recuperar un vector.
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Tema 3 · Producto escalar: cuánto coincide una dirección con otra

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