Operazioni con i vettori

Scuola secondaria di secondo gradoMatematicaCalcolo vettoriale tridimensionale esatto con visualizzazione della normale unitaria del prodotto vettoriale

Trascina le punte dei vettori arancioni, ruota gli assi delle coordinate e confronta le componenti dei vettori con la costruzione geometrica.

3D

Trascina l’apparato per regolarlo. Trascina lo sfondo per ruotarlo. Scorri per ingrandire o ridurre.

Quaderno delle misurazioni

Modifica la configurazione, verifica una previsione e salva il risultato. Vengono conservate fino a 12 istantanee.

Informazioni su questo esperimento

Crea vettori modificandone le componenti o trascinandone le punte. Confronta la somma punta-coda, le differenze, i prodotti scalari, le proiezioni e la normale destrorsa di un prodotto vettoriale.

Obiettivi di apprendimento

  • Metti in relazione le componenti delle coordinate con un vettore spaziale.
  • Distingui i prodotti scalari, i prodotti vettoriali e le proiezioni.
  • Riconosci che la direzione di un vettore di riferimento nullo non è definita.

Come si usa

  1. 1Trascina la punta di A lungo l’asse x e quella di B lungo l’asse z, quindi confronta come cambiano le componenti.
  2. 2Esamina il parallelogramma per l’addizione dei vettori.
  3. 3Rendi perpendicolari i vettori e controlla il prodotto scalare e l’angolo.
  4. 4Scegli la proiezione, poi imposta B a zero e interpreta il risultato non definito.

Il modello

Il prodotto scalare è uno scalare.
La proiezione richiede un vettore di riferimento non nullo.
La direzione del prodotto vettoriale segue la regola della mano destra.

Ipotesi

  • Tutti i risultati usano coordinate euclidee tridimensionali e formule esatte per le componenti, salvo gli arrotondamenti in virgola mobile.
  • La freccia del prodotto vettoriale mostra la sua direzione unitaria, non il suo modulo effettivo. Le componenti numeriche e il modulo mantengono il prodotto vettoriale completo.
  • Le due maniglie di trascinamento controllano una componente ciascuna; tutte e sei le componenti restano modificabili. La rotazione della telecamera non modifica i vettori.

Provalo in classe

  1. Q1Perché il prodotto scalare può essere negativo mentre l’angolo rimane compreso tra zero e 180 gradi?
  2. Q2Perché la proiezione sul vettore nullo non è definita?

Domande frequenti

Perché la freccia del prodotto vettoriale rimane corta quando il suo modulo aumenta?

La lunghezza visualizzata è di un’unità, così la sua direzione rimane visibile. Il modulo completo viene indicato separatamente.

Un prodotto scalare nullo significa sempre che l’angolo è di 90 gradi?

Solo se entrambi i vettori sono diversi da zero. Il vettore nullo ha prodotto scalare nullo con ogni vettore, ma non ha una direzione né un angolo definiti.