利用分量法相加向量-問題與解

利用分量法相加向量-問題與解

1. 如下圖所示,有三個向量。

V1 = 30利用分量法進行向量加法-問題與解答 1

V2 = 30

V3 = 40

合向量是什麼?

已知:

V1 = 30,V1 與 x 軸之間的夾角= 30 °

V2 = 30,V2 與 x 軸之間的夾角= 30 °

V₃ = 40,V₃ 與 x 軸的夾角= 0 °

求:合向量

解決方案:

向量的分量:

V 1x = (V 1 )(cos 30 o ) = (30)(0.5√3) = 15√3。為正,因為此向量分量指向正 x 軸(向右)。

V 1y = (V 1 )(sin 30 o ) = (30)(0.5) = 15。為正,因為此向量分量指向正 y 軸(向上)。

V 2x = (V 2 )(cos 30 o ) = (30)(0.5√3) = -15√3。為負值,因為此向量分量指向負 x 軸(向左)。

V 2y = (V 2 )(sin 30 o ) = (30)(0.5) = 15。為正,因為此向量分量指向正 y 軸(向上)。

V 3x = (V 3 )(cos 0 o ) = (40)(1) = 40。為正,因為此向量分量指向正 x 軸(向右)。

V 3y = (V 3 )(sin 0 o ) = (40)(0) = 0

合向量的分量:

V x = V 1x – V 2x + V 3x = 15√3 – 15√3 + 40 = 40

Vy = V 1y + V 2y + V 3y = 15 + 15 = 30

合向量:

利用分量法進行向量加法-問題與解答 2

2. 兩個互相垂直的力,F1 = 12 N,F2 = 5 N。求這兩個力的合力。

已知:

力1 (F 1 ) = 12 牛頓

力2 (F 2 ) = 5 牛頓

求:合向量(ΣF)

解決方案:

ΣF² = F₁² + F₂² = 12² + 5² = 144 + 25 = 169

ΣF = √169 = 13 牛頓

3. 三個向量,

V1 = 30利用分量法進行向量加法-問題與解答 3

V2 = 30

V3 = 40

確定合向量。

已知:

v1 = 30,繞負 x 軸旋轉30 °

v 2 = 30,繞正 x 軸旋轉30 °

v 3 = 40,繞正 x 軸旋轉0 °

求:合向量

解決方案:

向量的分量:

v 1x = v 1 cos 30 o = (30)(0.5 √ 3) = -15 √ 3 (負值是因為此向量分量指向負 x 軸(向左))

v 1y = v 1 sin 30 o = (30)(0.5) = 15(為正,因為此向量分量指向正 y 軸(向上))

v 2x = v 2 cos 30 o = (30)(0.5 √ 3) = 15 √ 3 (為正,因為此向量分量指向 x 軸正方向(向右))

v²y = v²sin30 ° = (30)(0.5) = 15(為正,因為此向量分量指向正y軸(向上)方向。)

v 3x = v 3 cos 0 o = (40)(1) = 40(為正,因為此向量分量指向 x 軸正方向(向右)。)

v 3y = v 3 sin 0 o = (40)(0) = 0

合向量的分量:

v x = – v 1x + v 2x + v 3x = -15 √ 3 + 15 √ 3 + 40 = 40

vy = v 1y + v 2y + v 3y = 15 + 15 = 30

合向量:

利用分量法進行向量加法-問題與解答 4

4.如圖所示,三個向量的合向量是什麼?

已知:

F1 = 3 牛頓, 使 60o 繞正 x 軸利用分量法進行向量加法-問題與解答 5

F₂ = 3牛頓,繞負 x 軸成0 ° 角

F3 = 6牛頓,繞負 y 軸旋轉60 °

求:合向量

解決方案:

向量的分量:

F 1x = F 1 cos 60 o = (3)(0.5) = 1.5 N(為正,因為此向量分量指向 x 軸正方向(向右))

F 1y = F 1 sin 60 o = (3)(0.5√3) = 1.5√3 N(為正,因為此向量分量指向正 y 軸(向上))

F 2x = F 2 cos 0 o = (3)(1) = -3 N (負值是因為此向量分量指向負 x 軸(向左) )

F 2y = F 2 sin 0 o = (3)(0) = 0

F 3x = F 3 cos 60 o = (6)(0.5) = 3 N(為正,因為此向量分量指向 x 軸正方向(向右))

F 3y = F 3 sin 60 o = (6)(0.5√3) = -3√3 N (負值是因為此向量分量指向負y軸(向下) )

合向量的分量:

ΣF <sub>x </sub> = F <sub> 1x</sub> – F <sub>2x</sub> + F <sub>3x</sub> = 1.5 N – 3 N + 3 N = 1.5 N

ΣF y = F 1y + F 2y – F 3y = 1.5√3 N + 0 N – 3√3 N = -1.5√3 N

合向量:

利用分量法進行向量加法-問題與解答 6

5.兩個力, F1 = 15 N 和 F2 = 9 N。兩個力向量之間的夾角為 60°。求這兩個力向量的合力。

招募:

力 1 (F 1 ) = 15 牛頓

力2 (F 2 ) = 9 牛頓

角度( θ) = 60 °

求:合向量

解決方案:

利用分量法進行向量加法-問題與解答 7

6. 如圖所示,三個向量的合向量是什麼?

已知:

F1 = 20 牛頓,F 之間的角度1 x 軸 = 0利用分量法進行向量加法-問題與解答 8

F₃ = 20牛頓,F₃ 與 x 軸的夾角= 60°

F₃ = 24牛頓,F₃ 與 x 軸的夾角= 60°

求:合向量

解決方案:

向量的分量:

F 1x = (F 1 )(cos 0) = (20)(1) = 20。為正,因為此向量分量指向 x 軸正方向(向右)。

F 1y = (F 1 )(sin 0) = (20)(0) = 0

F 2x = (F 2 )(cos 60) = (20)(0.5) = -10。為負值是因為此向量分量指向負 x 軸(向左)。

F 2y = (F 2 )(sin 60) = (20)(0.5√3) = 10√3。為正,因為此向量分量指向正 y 軸(向上)。

F 3x = (F 3 )(cos 60) = (24)(0.5) = -12。為負值是因為此向量分量指向負 x 軸(向左)。

F 3y = (F 3 )(sin 60) = (24)(0.5√3) = -12√3。 N為負值,因為此向量分量指向負y軸(向下)。

合向量的分量:

F x = F 1x – F 2x – F 3x = 20 – 10 – 12 = -2

F y = F 1y + F 2y – F 3y = 0 + 10√3 – 12√3 = -2√3

合向量:

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