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1700947094 图1-6 作用在同一点上二力之差
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1700947096 我们也可以把矢量投影到一定的方向。例如,我们如果要知道在“x ”方向的力(称为力在这个方向的分量 ),这很容易:我们只要将F 垂直投影到x 轴上,这就是力在这个方向上的分量,把它称作Fx 。数学上Fx 是F 的数值 (我们写成|F |)乘以F 和x 轴之间夹角的余弦;这来自直角三角形的性质(见图1-7):
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1700947104 图1-7 矢量F在x方向的分量
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1700947106 其次,如A 和B 相加得C, 那么将它们到给定的“x ”方向的垂直投影显然也相加。所以,矢量和的分量就是矢量分量的和,这对任何方向 都是正确的(见图1-8)。
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1700947114 图1-8 矢量和的分量等于相应的矢量分量的和
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1700947116 特别方便的是用它们在相互垂直的轴x 和y 上的分量来表示矢量(以及z 轴——世界是三维的;我一直把这点忽略,因为我总是在黑板上作图!)。假设有一个矢量F 在x -y 平面上,并且我们知道它在x 方向的分量,这还不能完全定义F ,因为在x -y 平面上有许多矢量在x 方向都有同样的分量。但如果我们还知道F 在y 方向的分量,那么F 就完全确定了(见图1-9)。
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1700947121 图1-9 在x-y平面上的矢量由两个分量完全确定
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1700947128 F 沿x ,y 和z 的分量可以写成Fx ,Fy 和Fz ;矢量的求和等价于将它们的分量求和,如另一矢量F ′的分量为 和 ,那么F +F ′具有分量 , 以及 。
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1700947130 上面是较简单的部分,现在要稍微难一些了。有一个两个矢量相乘得到一个标量 的方法——标量是一个在任何坐标系中都相等的一个量。(事实上,有一个从一个矢量得到标量的方法,我以后将会回到这个主题上来。)你看,如果坐标轴改变了,分量也随着改变——但矢量之间的夹角和它们的大小保持不变。设A 和B 是两个矢量,它们的夹角是θ 。我取A 的数值乘以B 的数值再乘以θ 的余弦,把这个数写成A ·B (“A 点乘B ”)(见图1-10)。这个数称为“点积”或“标积”,它在所有坐标系中都是相等的:
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1700947138 图1-10 矢量的点积|A||B|cosθ在所有坐标系中都相等
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