向量是包括大小和方向的物理量,比如,速度、加速度和位移,与速率、距离、能量等只含有大小的标量不同,标量可以直接相加(比如5kj的功加6kj的功等于11kj的功),而向量的加减法要更复杂。本文将教会你如何进行向量加减法。 ## 步骤 ### 1 假设有两个向量,向量A和向量B, A=<a1,b1,c1> B=<a2,b2,c2> ### 2 如果我们想计算向量A和向量B的和,那么 A+B = <a1+a2,b1+b2,c1+c2> ### 3 如果我们想从向量A中减去向量B,那么 A-B = <a1-a2,b1-b2,c1-c2> ## 步骤 ### 1 先来定义向量的头和尾。 随便画一个向量,按比例缩放或者任意画一个向量都可以。如果你是按比例缩放画向量的话,一定要注意角度要保持不变。 ### 2 再画另一个向量,该向量的尾部和之前的向量头部相连。 ### 3 继续画向量。 画向量的顺序以及向量的长度任意,只需要保持头尾相连即可。 ### 4 将第一个向量的尾部和最后一个向量的头部连接起来。 这样就得到了一个新的向量,这个向量就是之前几个向量的合向量。 如果你是按照比例缩放画向量,那么你要保证角度不变,然后用尺子量出合向量的长度,再测量出合向量和指定向量的角度,或者和水平方向的夹角。 如果你画的是草图,你可以用三角法来计算合向量的大小。需要用到正弦定理和余弦定理。如果你要计算两个以上的向量的和,你可以先计算其中两个向量的和,然后用这两个向量的合向量再和第三个向量求和,然后以此类推。 ### 5 描述合向量。 比如,如果向量代表的是速度,那么最后的结果可以描述成,“速度是x ms-1,和水平/垂直方向的角度是y”o ## 步骤 ### 1 将每一个向量分解成互相垂直的两个向量。 比如,将向量按照水平和垂直两个方向分解。通常在直角平面中,按照x轴方向和y轴方向分解。沿着x轴方向分解所得的向量记为i,沿着y轴方向分解所得的向量为j。 要将力进行分解,你需要知道力与水平方向和竖直方向,即x轴和y轴的夹角。角度已知的情况下,你可以以力作为斜边构造直接三角形,而直角三角形的两边分别沿x轴和y轴方向。两直角边的长度就是力沿这两个方向分解之后的大小,可以通过三角函数计算出来。与夹角相邻的直角边用xcos(角度)来计算,与夹角相对的直接边用xsin(角度)来计算,其中x的大小就是原力的大小。 如果一个分力指向左或者指向下,就给这个分力标个负号(-)。 ### 2 将所有向量的水平分量(沿x轴的向量)相加,将所有向量的竖直分量(沿y轴的向量)相加。 如果某一向量前有负号(-),那么这个向量要被减去,而不是加上。 ### 3 使用勾股定理计算合向量的大小。 勾股定理的形式是:c2=a2+b2,其中c代表合力的大小,a是x轴分向量大小的和,b是y轴分向量大小的和。 ### 4 计算合向量和水平方向(x轴方向)的夹角。 利用公式θ=tan-1(b/a),其中θ是合向量和水平方向的夹角。 ### 5 描述合向量。 比如,如果向量代表的是力,那么结果可以描述成"大小为x N的力,与水平方向/x轴的夹角是yo "。 ## 步骤 ### 1 加上负向量。 用一个向量减去另一个向量,可以看做是加上一个“负向量”。 ### 2 求负向量。 负向量的大小和原向量一样,但是方向相反。你可以先画出原向量,然后在另一端标出箭头,即原向量的头变成负向量的尾,原向量的尾变成负向量的头。 ### 3 然后用负向量按照求向量和的方法求和。 用上文提到的方法,求出负向量和其余向量的合向量。