Puede que no nos demos cuenta, pero hacemos un poco de suma todos los días. Lo hacemos cuando vamos al supermercado a comprar algunos artículos, lo hacemos al añadir ingredientes a nuestra comida mientras cocinamos, e incluso mientras jugamos con los amigos. Forma parte de nuestra vida cotidiana y también puede aplicarse a cosas un poco más complejas, como los vectores.
En este artículo aprenderemos qué son los vectores y las distintas formas de sumar vectores.
Definición de la suma de vectores
La suma de vectores puede definirse como el procedimiento de sumar dos o más vectores.
El vector que se forma por la suma de vectores se denomina vector resultante, normalmente denotado como . La forma de sumar esos vectores puede variar en función de si se dan como puntos o en representación geométrica. Mientras que la suma puede hacerse con matemáticas para los puntos, es práctico utilizar la ley del paralelogramo cuando están representados geométricamente.
Fórmula de adición de vectores
Supongamos que A y B son puntos del plano cuyas coordenadas son y respectivamente. Entonces, la fórmula de suma de vectores para puede escribirse como
Propiedades de la suma vectorial
Conmutatividad: Cambiar el orden de los vectores no cambia la suma.
Asociatividad: Cambiar la agrupación de las sumas no modifica la suma.
Elemento cero: La suma de un punto con cero es igual al punto. Si el elemento cero es entonces
Inverso aditivo: Si un punto A es entonces su inverso es . Cuando se suman estos vectores, la suma da cero.
Suma gráfica de vectores
¿Cómo puede realizarse gráficamente la suma de vectores? A continuación se indican los distintos métodos.
Ley del triángulo de la suma vectorial
La ley del triángulo es una ley de suma de vectores. También se conoce como método de la cabeza a la cola, porque las cabezas y las colas de los vectores implicados se colocan una encima de la otra mientras se intenta hallar su suma. La siguiente figura muestra el aspecto de la cabeza y la cola de un vector.
Si hay un tercer vector, procede a colocar la cola del tercer vector en la cabeza del segundo vector. El vector resultante se dibujará para unir la cola del primer vector con la cabeza del segundo vector.
Un vector puede desplazarse a lo largo de su plano siempre que no cambie su longitud/dirección.
La ley del paralelogramo de la suma de vectores
Según la ley del paralelogramo, si dos vectores pueden representarse como dos lados adyacentes a partir de un vértice común y luego completarse como si formaran un paralelogramo, entonces el vector resultante puede hallarse a partir de la diagonal de ese paralelogramo.
Para encontrar :
Junta las colas de los vectores
Completa el paralelogramo dibujando los dos lados paralelos.
Una vez completado el paralelogramo, dibuja la diagonal partiendo del vértice de los vectores originales, como se ve en la figura siguiente.
La ley del paralelogramo también se puede utilizar cuando te dan vectores definidos como coordenadas.
Para los puntos y se puede hallar la suma utilizando la ley del paralelogramo, como se ve en la figura 2.
Sustracción de vectores
Para entender la resta, primero hay que comprender qué es el negativo de un vector. Digamos que existe un vector A. El negativo de este vector se define como -A. El negativo del vector A tiene la misma magnitud que el vector A, sin embargo, están en direcciones opuestas.
Fig.7 Ley del paralelogramo para la resta de vectores
Ejemplos de suma de vectores
Veamos algunos ejemplos.
Siy son dos puntos vectoriales, ¿cuál es la suma de los vectores?
Responde.
La fórmula para la suma de vectores es
Los puntos dados son y
A partir de los puntos dados:
Si sustituimos la fórmula de la suma de vectores, obtendremos:
Si y son dos puntos vectoriales, halla la suma de los vectores.
Contesta.
Los puntos dados son:
La fórmula de la suma de vectores es:
A partir de los puntos tenemos:
Aplicando la fórmula de la suma de vectores:
Pongamos otro ejemplo.
Un coche de juguete se mueve 10 cm hacia el este y 24 cm hacia el norte. Utilizando la ley del triángulo halla el vector resultante de los dos vectores.
Contesta.
Tenemos dos vectores con magnitud 10 cm y 24 cm. Llamémoslos A y B.
La dirección de es el este y la dirección de es el norte. Por tanto, tenemos
Observa que la cola del segundo vector se sitúa sobre la cabeza del primer vector, tal y como dice la ley. Para hallar el vector resultante, completaremos el triángulo trazando una línea que una la cola del primer vector con la cabeza del segundo y luego sumaremos ambas magnitudes.
Considera los vectores en la dirección este en dirección norte y en dirección este. Utilizando la regla del triángulo, halla el vector resultante.
Respuestas.
En primer lugar, tenemos que dibujar los vectores según sus direcciones. Al hacerlo, ten en cuenta que la cola de un vector debe situarse sobre la cabeza de otro vector.
Como puedes ver en la figura anterior, la cola del segundo vector se coloca en la cabeza del primer vector y la cola del tercer vector se coloca en la cabeza del segundo vector.
El vector resultante será la suma de la magnitud de todos los vectores.
Utilizando la figura anterior, halla vectores utilizando la ley del paralelogramo.
Solución
Para hallar se puede aplicar la ley del paralelogramo como en la figura. La diagonal del paralelogramo es la suma de los vectores como en la figura de abajo.
La suma de vectores puede definirse como el procedimiento de sumar dos o más vectores.
Fórmula de la suma de vectores para puntos dados:
Según la ley del paralelogramo, si dos vectores pueden representarse como dos lados adyacentes a partir de un vértice común y luego completarse como si formaran un paralelogramo, entonces la suma puede hallarse a partir de la diagonal de ese paralelogramo.
Al igual que en la suma normal, el orden en que se suman los vectores es indiferente.
La resta de vectores tiene la misma operación que la suma de vectores tras invertir los vectores relacionados.
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Preguntas frecuentes sobre Suma de vectores
¿Qué es la suma de vectores?
La suma de vectores es la operación de combinar dos o más vectores para obtener un vector resultante.
¿Cómo se suma dos vectores?
Para sumar dos vectores, se suman sus componentes correspondientes: las componentes x con x e y con y.
¿Qué ocurre al sumar vectores opuestos?
Al sumar vectores opuestos, el vector resultante tiene una magnitud de cero porque se anulan entre sí.
¿Para qué se utiliza la suma de vectores?
La suma de vectores se utiliza en física e ingeniería para calcular resultantes de fuerzas, velocidades y otros vectores.
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Lily Hulatt
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Lily Hulatt is a Digital Content Specialist with over three years of experience in content strategy and curriculum design. She gained her PhD in English Literature from Durham University in 2022, taught in Durham University’s English Studies Department, and has contributed to a number of publications. Lily specialises in English Literature, English Language, History, and Philosophy.
Gabriel Freitas is an AI Engineer with a solid experience in software development, machine learning algorithms, and generative AI, including large language models’ (LLMs) applications. Graduated in Electrical Engineering at the University of São Paulo, he is currently pursuing an MSc in Computer Engineering at the University of Campinas, specializing in machine learning topics. Gabriel has a strong background in software engineering and has worked on projects involving computer vision, embedded AI, and LLM applications.
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