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5° Naturales · Matemática
Vectores y geometría · Vectores

Módulo y dirección de un vector. Aplicaciones

Te conviene dominar: Teorema de Pitágoras (3° año de la Escuela Secundaria (Ciclo Básico))

Un dron de la UNLP vuela en línea recta y recorre 10 metros. ¿Qué tan lejos avanzó en horizontal y qué tan lejos en vertical? El módulo te dice cuánto se movió; la dirección te dice por qué recta. Con las dos ideas resolvés desde distancias entre puntos hasta fuerzas que se suman.

Módulo de un vector y distancia entre puntos

Practica★☆☆Sin empezar
Calcula el módulo del vector $\vec{v} = (3, -4)$.

Calcula el módulo del vector $\vec{v} = (3, -4)$.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Halla la distancia exacta entre los puntos $A(-2, 5)$ y $B(4, -3)$.

Halla la distancia exacta entre los puntos $A(-2, 5)$ y $B(4, -3)$.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Calcula el perímetro exacto del triángulo cuyos vértices se encuentran en las coordenadas $A(-1, 2)$, $B(3, 5)$ y $C(5, -1)$.

Calcula el perímetro exacto del triángulo cuyos vértices se encuentran en las coordenadas $A(-1, 2)$, $B(3, 5)$ y $C(5, -1)$.

Resolver

Dirección y pendiente

Dos vectores tienen la misma dirección si están sobre rectas paralelas, es decir, si uno es múltiplo del otro: $\vec v = k\,\vec u$. Si $k>0$ tienen el mismo sentido; si $k<0$, sentidos opuestos.

Practica★☆☆Sin empezar
Determina la pendiente (que indica la dirección) del vector que une los puntos $P(1, -4)$ y $Q(3, 8)$.

Determina la pendiente (que indica la dirección) del vector que une los puntos $P(1, -4)$ y $Q(3, 8)$.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Comprueba analíticamente si los vectores $\vec{u} = (2, -5)$ y $\vec{v} = (-4, 10)$ tienen la misma dirección. En caso afirmativo, indica si tienen el mismo sentido o…

Comprueba analíticamente si los vectores $\vec{u} = (2, -5)$ y $\vec{v} = (-4, 10)$ tienen la misma dirección. En caso afirmativo, indica si tienen el mismo sentido o sentidos opuestos.

Resolver

Vector unitario

Proceso de dividir el vector v = (-5; 12) entre su módulo 13 para obtener el vector unitario u. v = (−5; 12)|v| = 13 dividir entre |v| u = (1/13)·(−5; 12)= (−5/13; 12/13) u es unitario: |u| = 1
Practica★☆☆Sin empezar
Obtén un vector unitario que tenga la misma dirección y sentido que el vector $\vec{w} = (-5, 12)$.

Obtén un vector unitario que tenga la misma dirección y sentido que el vector $\vec{w} = (-5, 12)$.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Encuentra las componentes de un vector de módulo $7$ que tenga la dirección del eje de ordenadas y sentido negativo.

Encuentra las componentes de un vector de módulo $7$ que tenga la dirección del eje de ordenadas y sentido negativo.

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Vector de módulo dado en una dirección

Dos vectores con la misma dirección: el unitario u y un vector v de módulo 10 apoyado en la misma recta. u unitario v, |v| = 10
Practica★☆☆Sin empezar
Un dron se desplaza en línea recta según el vector $\vec{d} = (k, 6)$. Si la distancia total recorrida es de $10$ metros, calcula los posibles valores del parámetro $k$.

Un dron se desplaza en línea recta según el vector $\vec{d} = (k, 6)$. Si la distancia total recorrida es de $10$ metros, calcula los posibles valores del parámetro $k$.

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Practica★★☆Sin empezar
Halla las coordenadas de un vector $\vec{v}$ sabiendo que su módulo es $5\sqrt{2}$ y que tiene la misma dirección y sentido que el vector $\vec{u} = (-1, 1)$.

Halla las coordenadas de un vector $\vec{v}$ sabiendo que su módulo es $5\sqrt{2}$ y que tiene la misma dirección y sentido que el vector $\vec{u} = (-1, 1)$.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Un arquitecto está diseñando un tejado inclinado. El perfil del tejado sigue la dirección del vector $\vec{u} = (4, 3)$. Si por restricciones de la estructura la…

Un arquitecto está diseñando un tejado inclinado. El perfil del tejado sigue la dirección del vector $\vec{u} = (4, 3)$. Si por restricciones de la estructura la longitud total del perfil debe ser de $8,5$ metros, halla las componentes del vector que representa este perfil.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Encuentra analíticamente todos los vectores $\vec{v} = (x, y)$ de módulo $\sqrt{10}$ que cumplan la condición de que la suma de sus dos componentes sea exactamente $4$.

Encuentra analíticamente todos los vectores $\vec{v} = (x, y)$ de módulo $\sqrt{10}$ que cumplan la condición de que la suma de sus dos componentes sea exactamente $4$.

Resolver

Puntos a una distancia dada

Para ubicar un punto con una condición de distancia, planteás $d(A; P)$ con el punto incógnita y elevás al cuadrado.

Practica★★☆Sin empezar
Determina las coordenadas de los puntos situados sobre el eje de abscisas que se encuentran a una distancia exacta de $5$ unidades del punto $P(-2, 3)$.

Determina las coordenadas de los puntos situados sobre el eje de abscisas que se encuentran a una distancia exacta de $5$ unidades del punto $P(-2, 3)$.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Dados los puntos $A(1, 2)$ y $B(m, m-1)$, halla el valor o valores reales de $m$ para que la distancia rectilínea entre $A$ y $B$ sea exactamente de $5$ unidades.

Dados los puntos $A(1, 2)$ y $B(m, m-1)$, halla el valor o valores reales de $m$ para que la distancia rectilínea entre $A$ y $B$ sea exactamente de $5$ unidades.

Resolver

Resultante de varios vectores

Las fuerzas F1 = (30; -40) hacia abajo y a la derecha, y F2 = (-15; 20) hacia arriba y a la izquierda, tienen la misma dirección y sentidos opuestos; la resultante R = (15; -20) apunta como F1 y es más corta. F1 F2 R
Practica★★☆Sin empezar
Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas coplanarias representadas por los vectores $\vec{F}1 = (30, -40)$ N y $\vec{F}2 = (-15, 20)$ N. Calcula el módulo de la fuerza…

Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas coplanarias representadas por los vectores $\vec{F}_1 = (30, -40)$ N y $\vec{F}_2 = (-15, 20)$ N. Calcula el módulo de la fuerza resultante $\vec{R} = \vec{F}_1 + \vec{F}_2$ y determina un vector unitario en la dirección de dicha resultante.

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Practica★★☆Sin empezar
Dos cables tiran de la parte superior de un poste. El primer cable ejerce una fuerza representada por el vector $\vec{T}1 = (120, 160)$ N. El segundo cable ejerce una…

Dos cables tiran de la parte superior de un poste. El primer cable ejerce una fuerza representada por el vector $\vec{T}_1 = (120, 160)$ N. El segundo cable ejerce una fuerza $\vec{T}_2$ de módulo $150$ N, que tiene la misma dirección pero sentido opuesto a $\vec{T}_1$. Halla las componentes exactas del vector $\vec{T}_2$.

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Practica★★★Sin empezar
Tres fuerzas coplanarias mantienen un objeto en equilibrio estático en el origen de coordenadas (es decir, la fuerza resultante es el vector nulo). Se conocen las…

Tres fuerzas coplanarias mantienen un objeto en equilibrio estático en el origen de coordenadas (es decir, la fuerza resultante es el vector nulo). Se conocen las componentes de dos de ellas: $\vec{F}_1 = (40, 30)$ N y $\vec{F}_2 = (-20, 50)$ N. Calcula las componentes de la tercera fuerza $\vec{F}_3$ y su módulo exacto.

X Y F₁ F₂ F₃ = ?
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Desplazamientos y trayectorias

Un desplazamiento total es la suma de los desplazamientos parciales. Si un móvil tiene velocidad $\vec v$ durante $t$ segundos, su desplazamiento es $t\cdot\vec v$. Cuando conocés el punto de partida, el de llegada es $A + \vec d$.

Practica★☆☆Sin empezar
Un jugador de ajedrez mueve su peón desde la casilla representada por el punto $(1, 2)$ hasta la casilla $(1, 4)$, y a continuación mueve un caballo desde $(1, 4)$ hasta…

Un jugador de ajedrez mueve su peón desde la casilla representada por el punto $(1, 2)$ hasta la casilla $(1, 4)$, y a continuación mueve un caballo desde $(1, 4)$ hasta $(3, 5)$. Calculá el módulo del vector desplazamiento total de la pieza desde su posición inicial hasta la final.

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Practica★★☆Sin empezar
Una embarcación se encuentra en el punto $A(2, -1)$ y se desplaza en línea recta una distancia de $13$ millas náuticas. Si el vector director de su trayectoria es…

Una embarcación se encuentra en el punto $A(2, -1)$ y se desplaza en línea recta una distancia de $13$ millas náuticas. Si el vector director de su trayectoria es proporcional a $\vec{d} = (5, 12)$ y se mueve en el mismo sentido que $\vec{d}$, determina las coordenadas exactas del punto de llegada.

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Practica★★☆Sin empezar
En una simulación de física, una partícula parte del origen de coordenadas y se mueve con un vector velocidad constante $\vec{v} = (3, 4)$ m/s durante $2$ segundos.…

En una simulación de física, una partícula parte del origen de coordenadas y se mueve con un vector velocidad constante $\vec{v} = (3, 4)$ m/s durante $2$ segundos. Inmediatamente después, cambia su velocidad a $\vec{w} = (-1, 2)$ m/s y mantiene este movimiento durante $3$ segundos más. Calcula a qué distancia del origen se encuentra la partícula al finalizar su recorrido.

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Practica★★★Sin empezar
Un robot explorador se encuentra inicialmente en el punto $A(-3, 2)$. Se le programa para avanzar en línea recta en la dirección y sentido del vector $\vec{u} = (2, -1)$…

Un robot explorador se encuentra inicialmente en el punto $A(-3, 2)$. Se le programa para avanzar en línea recta en la dirección y sentido del vector $\vec{u} = (2, -1)$ hasta alcanzar un punto $B$, de forma que la distancia $AB$ sea igual a $4\sqrt{5}$. Seguidamente, gira y avanza en la dirección y sentido del vector $\vec{w} = (1, 2)$ una distancia de $3\sqrt{5}$ hasta detenerse en el punto $C$. Calcula las coordenadas exactas de los puntos $B$ y $C$.

Resolver

Problemas con parámetros y figuras

En los problemas más largos, armá los vectores con las componentes (usando el parámetro como incógnita), planteá la condición de módulo y resolvé la ecuación. Recordá chequear todas las soluciones.

Practica★★★Sin empezar
Un avión vuela con una velocidad respecto al aire dada por el vector $\vec{v}a = (250, 150)$ km/h. En esa zona, el viento sopla con una velocidad representada por…

Un avión vuela con una velocidad respecto al aire dada por el vector $\vec{v}_a = (250, 150)$ km/h. En esa zona, el viento sopla con una velocidad representada por $\vec{v}_v = (k, -50)$ km/h. Si sabemos que la velocidad real del avión respecto al suelo, calculada como $\vec{v}_r = \vec{v}_a + \vec{v}_v$, tiene un módulo exacto de $300$ km/h, determina los posibles valores del parámetro $k$.

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En un plano de coordenadas de un videojuego, el personaje principal se encuentra en la posición $P(-4, 1)$. Debe recoger una moneda situada en un punto $Q$ que pertenece…

En un plano de coordenadas de un videojuego, el personaje principal se encuentra en la posición $P(-4, 1)$. Debe recoger una moneda situada en un punto $Q$ que pertenece a la recta que pasa por los puntos $R(0, 5)$ y $S(2, 7)$. Si el personaje se desplaza exactamente $3\sqrt{2}$ unidades en línea recta para llegar a $Q$, halla las posibles coordenadas donde se encuentra la moneda.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Considera un romboide $ABCD$ del cual se conocen tres de sus vértices: $A(0, 0)$, $B(6, 2)$ y $D(2, 4)$. Calcula las coordenadas del vértice $C$, obtén el módulo de sus…

Considera un romboide $ABCD$ del cual se conocen tres de sus vértices: $A(0, 0)$, $B(6, 2)$ y $D(2, 4)$. Calcula las coordenadas del vértice $C$, obtén el módulo de sus dos diagonales y justifica analíticamente si se trata o no de un rombo (es decir, si tiene todos sus lados iguales).

X Y A B C D
Resolver
Practica★★★Sin empezar
Una señal luminosa parte del punto $A(0, 4)$ con un vector director $\vec{d} = (2, -1)$. Al llegar al eje de abscisas en un punto $P$, se refleja cambiando su dirección…

Una señal luminosa parte del punto $A(0, 4)$ con un vector director $\vec{d} = (2, -1)$. Al llegar al eje de abscisas en un punto $P$, se refleja cambiando su dirección y sentido según el nuevo vector director $\vec{d}' = (2, 1)$. Si la señal continúa su trayectoria hasta chocar con la recta vertical $x = 12$ en un punto $Q$, calcula la distancia total recorrida por la luz desde $A$ hasta $Q$.

Resolver

Vuelta al principio: si el dron recorre $10$ m según $(k; 6)$, entonces $k^2+36=100$, así que $k=\pm8$: avanzó $8$ m en horizontal y $6$ m en vertical (o al revés de sentido).

Resumen

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