- 4.56
- 9-cu sinif
- Vektorlar
Kollinear vektorların toplanması
Hava limanındakı hərəkətli yol 0,5 m/san sürətlə gedir. Onun üstündə 1,5 m/san sürətlə addımlayan sərnişin yerə nəzərən hansı sürətlə hərəkət edir? Yolla eyni tərəfə addımlayırsa — 2 m/san, əks tərəfə addımlayırsa — 1 m/san. Hər iki cavab bir düz xətt üzərindəki iki vektorun cəmidir.
Bu dərsdə
- kollinear vektorları ardıcıl yerləşdirmə qaydası ilə toplayacaq və əvəzləyici vektoru çəkəcəksən;
- eyni və əks istiqamətli vektorların cəminin modulunu və istiqamətini tapacaqsan;
- əks vektorların cəminin niyə 0 olduğunu və |a + b| = |a| + |b| bərabərliyinin yalnız eyni istiqamətli vektorlarda doğru olduğunu izah edəcəksən.
- Kəşf et
- Cəm və əvəzləyici
- Üç hal
- Laboratoriya
- Hesabla
- Diqqət
- Həyatda
- Özünü yoxla
1 · Kəşf et
Hərəkətli yolda bir saniyə
Yadına sal (vektorlar dərsindən):
- Vektor istiqamətlənmiş parçadır. Onun uzunluğu — modulu — |a| kimi yazılır.
- Bir düz xətt və ya paralel düz xətlər üzərində yerləşən vektorlar kollinear vektorlardır. Onlar ya eyni istiqamətlidir (a ↑↑ b), ya da əks istiqamətli (a ↑↓ b).
- Modulları bərabər olan əks istiqamətli vektorlar əks vektorlardır: b = −a.
- Başlanğıcı və sonu üst-üstə düşən vektor sıfır vektordur (0): uzunluğu sıfırdır, istiqaməti qeyri-müəyyəndir.
Hərəkətli yolda bir saniyəni izləyək. Yol sərnişini 0,5 m irəli aparır, öz addımları isə 1,5 m irəli. Hər iki yerdəyişmə eyni tərəfə yönəlib, ona görə ardıcıl düzülür: 0,5 + 1,5 = 2 m.
Sərnişin geriyə addımlasa, addımları onu 1,5 m geri, yol isə 0,5 m irəli aparır. İkinci ox birincinin üstünə qayıdır və geriyə 1,5 − 0,5 = 1 m qalır. Geriyə 0,5 m/san sürətlə addımlayan uşaq isə yerində qalır: iki yerdəyişmə bir-birini tam yox edir.
Hər üç halda ikinci oxu birincinin bitdiyi yerdən başladırıq. Aşağıdakı şəkildə eyni işi hərflərlə görürük.
2 · Qayda
Cəm və əvəzləyici vektor
Yadda saxla
Kollinear a və b vektorlarını toplamaq üçün b vektorunu elə yerləşdiririk ki, onun başlanğıcı a vektorunun sonu ilə üst-üstə düşsün. a vektorunun başlanğıcından b vektorunun sonuna yönəlmiş r vektoru onların cəmidir. Bu vektora əvəzləyici vektor deyilir: o, iki vektorun birlikdə gördüyü işi tək başına görür.
r = a + bKollinear vektorlarda hər üç ox bir düz xətt üzərində (və ya ona paralel) olur. Ona görə cəmin uzunluğunu ədəd oxunda olduğu kimi ölçmək olar.
Hərəkətli yolda a yolun sürəti, b sərnişinin addım sürəti, r isə onun yerə nəzərən sürətidir. Qüvvələrdə əvəzləyici qüvvə cismə eyni təsiri göstərən tək qüvvədir, ardıcıl yerdəyişmələrdə isə başlanğıc nöqtədən son nöqtəyə çəkilən oxdur.
3 · Qayda
Cəmin modulu və istiqaməti: üç hal
Əvəzləyicinin uzunluğu vektorların istiqamətindən asılıdır. Dərslik bunu belə ümumiləşdirir: eyni istiqamətdə modullar toplanır, əks istiqamətdə böyük moduldan kiçiyi çıxılır.
1. Eyni istiqamət: a ↑↑ b
|r| = |a| + |b|
r də həmin istiqamətdədir.
2. Əks istiqamət, |a| > |b|
|r| = |a| − |b|
r modulu böyük olan a ilə eyni istiqamətdədir.
3. Əks istiqamət, |a| < |b|
|r| = |b| − |a|
r modulu böyük olan b ilə eyni istiqamətdədir.
4. Əks vektorlar, |a| = |b|
r = 0, |r| = 0
b düz a‑nın başlanğıcına qayıdır.
Dərslikdə bir yazılışa diqqət. Dördüncü hal dərslikdə «|r| = 0» kimi çap olunub. Sol tərəf ədəddir (uzunluq), sağ tərəf vektordur — onlar bərabər ola bilməz. Nəzərdə tutulan budur: r = 0, yəni |r| = 0. Dərsliyin öz sözləri ilə: «əks vektorların cəmi 0 vektoruna bərabərdir».
Niyə yalnız eyni istiqamətdə?
|a + b| = |a| + |b|Bu bərabərlik oxlar eyni tərəfə ardıcıl düzüləndə doğrudur. Əks istiqamətdə ikinci ox birincinin üstünə qayıdır, cəm hətta böyük toplanandan da qısa olur: 4 və 2 vahid eyni tərəfə 6, əks tərəfə cəmi 2 vahid verir.
Əks vektorlar
a + (−a) = 0Modullar bərabər, istiqamətlər əksdir: ikinci ox başlanğıc nöqtəyə qayıdır. Qüvvələr belədirsə, cisim tarazlıqdadır.
| Hal | |r| | r hara yönəlib? |
|---|---|---|
| a ↑↑ b | |a| + |b| | a və b ilə eyni tərəfə |
| a ↑↓ b, |a| > |b| | |a| − |b| | a ilə eyni tərəfə |
| a ↑↓ b, |a| < |b| | |b| − |a| | b ilə eyni tərəfə |
| a ↑↓ b, |a| = |b| | 0 | r = 0, istiqamət yoxdur |
4 · Laboratoriya
Oxları ədəd oxunda topla
İstiqaməti və modulları seç. a həmişə 0-dan sağa çəkilir, b onun sonundan başlayır, lime r isə 0-dan b‑nin sonuna gedir. Altdakı oxunuş qaydanı və hesabı yazır.
Kollinear vektor laboratoriyası1 bölgü = 1 vahid
- a — birinci vektor
- b — ikinci vektor
- r = a + b
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 2, |b| = 1
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 2 + 1 = 3
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 2, |b| = 2
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 2 + 2 = 4
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 2, |b| = 3
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 2 + 3 = 5
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 2, |b| = 4
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 2 + 4 = 6
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 2, |b| = 5
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 2 + 5 = 7
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 3, |b| = 1
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 3 + 1 = 4
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 3, |b| = 2
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 3 + 2 = 5
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 3, |b| = 3
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 3 + 3 = 6
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 3, |b| = 4
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 3 + 4 = 7
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 3, |b| = 5
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 3 + 5 = 8
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 4, |b| = 1
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 4 + 1 = 5
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 4, |b| = 2
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 4 + 2 = 6
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 4, |b| = 3
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 4 + 3 = 7
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 4, |b| = 4
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 4 + 4 = 8
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↑ b, |a| = 4, |b| = 5
- Qayda
- |a + b| = |a| + |b|
- Hesab
- 4 + 5 = 9
- İstiqamət
- a və b ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 2, |b| = 1
- Qayda
- |a| > |b| ⇒ |a + b| = |a| − |b|
- Hesab
- 2 − 1 = 1
- İstiqamət
- modulu böyük olan a ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 2, |b| = 2
- Qayda
- |a| = |b|: əks vektorlar
- Hesab
- r = 0, |r| = 0
- İstiqamət
- istiqamət yoxdur: ox başlanğıc nöqtəyə qayıdır
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 2, |b| = 3
- Qayda
- |a| < |b| ⇒ |a + b| = |b| − |a|
- Hesab
- 3 − 2 = 1
- İstiqamət
- modulu böyük olan b ilə eyni: sola
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 2, |b| = 4
- Qayda
- |a| < |b| ⇒ |a + b| = |b| − |a|
- Hesab
- 4 − 2 = 2
- İstiqamət
- modulu böyük olan b ilə eyni: sola
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 2, |b| = 5
- Qayda
- |a| < |b| ⇒ |a + b| = |b| − |a|
- Hesab
- 5 − 2 = 3
- İstiqamət
- modulu böyük olan b ilə eyni: sola
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 3, |b| = 1
- Qayda
- |a| > |b| ⇒ |a + b| = |a| − |b|
- Hesab
- 3 − 1 = 2
- İstiqamət
- modulu böyük olan a ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 3, |b| = 2
- Qayda
- |a| > |b| ⇒ |a + b| = |a| − |b|
- Hesab
- 3 − 2 = 1
- İstiqamət
- modulu böyük olan a ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 3, |b| = 3
- Qayda
- |a| = |b|: əks vektorlar
- Hesab
- r = 0, |r| = 0
- İstiqamət
- istiqamət yoxdur: ox başlanğıc nöqtəyə qayıdır
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 3, |b| = 4
- Qayda
- |a| < |b| ⇒ |a + b| = |b| − |a|
- Hesab
- 4 − 3 = 1
- İstiqamət
- modulu böyük olan b ilə eyni: sola
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 3, |b| = 5
- Qayda
- |a| < |b| ⇒ |a + b| = |b| − |a|
- Hesab
- 5 − 3 = 2
- İstiqamət
- modulu böyük olan b ilə eyni: sola
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 4, |b| = 1
- Qayda
- |a| > |b| ⇒ |a + b| = |a| − |b|
- Hesab
- 4 − 1 = 3
- İstiqamət
- modulu böyük olan a ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 4, |b| = 2
- Qayda
- |a| > |b| ⇒ |a + b| = |a| − |b|
- Hesab
- 4 − 2 = 2
- İstiqamət
- modulu böyük olan a ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 4, |b| = 3
- Qayda
- |a| > |b| ⇒ |a + b| = |a| − |b|
- Hesab
- 4 − 3 = 1
- İstiqamət
- modulu böyük olan a ilə eyni: sağa
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 4, |b| = 4
- Qayda
- |a| = |b|: əks vektorlar
- Hesab
- r = 0, |r| = 0
- İstiqamət
- istiqamət yoxdur: ox başlanğıc nöqtəyə qayıdır
- Hal
- a ↑↓ b, |a| = 4, |b| = 5
- Qayda
- |a| < |b| ⇒ |a + b| = |b| − |a|
- Hesab
- 5 − 4 = 1
- İstiqamət
- modulu böyük olan b ilə eyni: sola
Laboratoriyada yoxla:
- «↑↑ eyni» seç və |b|‑ni 1-dən 5-ə qədər artır. |r| necə dəyişir?
Nə gördün?
Hər addımda 1 vahid artır: |r| = |a| + |b|. Cəm həmişə hər iki toplanandan uzundur.
- «↑↓ əks» və |a| = 3 seç, sonra |b|‑ni 1-dən 5-ə qədər dəyiş. r nə vaxt istiqamətini dəyişir?
Nə gördün?
|b| 1 və 2 olanda r sağa (a ilə eyni), 3 olanda r = 0, 4 və 5 olanda sola (b ilə eyni) yönəlir. İstiqaməti həmişə modulu böyük olan vektor təyin edir.
- Hansı seçimlərdə r toplananların ən uzunundan da qısa olur?
Nə gördün?
Yalnız «↑↓ əks» seçimlərində. Eyni istiqamətdə cəm ən uzun toplanandan həmişə uzundur — |a + b| = |a| + |b| bərabərliyi ancaq orada doğrudur.
5 · Hesabla
Qüvvə, sürət, yerdəyişmə
Hər məsələdə eyni üç sual: vektorlar eyni istiqamətlidir, yoxsa əks? Hansı qayda işləyir? Əvəzləyici hara yönəlib?
Qayığı sahilə çıxarmaq üçün iki nəfər ona bağlı kəndirləri sahilə doğru dartır: biri 230 N, digəri 145 N qüvvə ilə. Əvəzləyici qüvvənin modulunu və istiqamətini tapın.
- Qüvvələri a (230 N) və b (145 N) ilə işarə edək. Hər ikisi sahilə yönəlib: a ↑↑ b.
- Eyni istiqamətdə modullar toplanır: |a + b| = 230 + 145 = 375 N.
- Əvəzləyici də sahilə doğru yönəlir.
375 N, sahilə doğru
Üzgüçü çayda axına qarşı üzür. Onun suya nəzərən sürəti 1,6 m/san, axının sürəti 0,9 m/san-dır. Üzgüçü sahilə nəzərən hansı sürətlə və hansı tərəfə hərəkət edir?
- Sahilə nəzərən sürət iki sürətin cəmidir: üzgüçünün suya nəzərən sürəti a və axının sürəti b. Onlar əks istiqamətlidir: a ↑↓ b.
- |a| > |b|, ona görə |a + b| = |a| − |b| = 1,6 − 0,9 = 0,7 m/san.
- Əvəzləyici modulu böyük olan a ilə eyni istiqamətdədir: üzgüçü yavaş da olsa, axına qarşı irəliləyir.
0,7 m/san, axına qarşı
Dron düz yol boyunca əvvəlcə 120 m şərqə, sonra 300 m qərbə uçdu. 1 sm : 60 m miqyası ilə yerdəyişmələri çəkin və dronun yekun yerdəyişməsini tapın.
- Miqyasla uzunluqlar: 120 : 60 = 2 sm şərqə (a), 300 : 60 = 5 sm qərbə (b).
- b vektorunu a-nın sonundan qərbə çəkirik. Əvəzləyici r 3 sm-dir və qərbə yönəlib.
- Hesabla yoxlayaq: |b| > |a|, ona görə |r| = |b| − |a| = 300 − 120 = 180 m. Çəkilişdə də 3 · 60 = 180 m.
180 m, qərbə
Rəfdəki güldanı Yer 15 N qüvvə ilə aşağı çəkir, rəf isə onu 15 N qüvvə ilə yuxarı itələyir. Güldana təsir edən əvəzləyici qüvvə nədir?
- Qüvvələr bir şaquli düz xətt üzərindədir və əks istiqamətlidir: rəfin qüvvəsi a yuxarı, ağırlıq b aşağı, a ↑↓ b.
- Modullar bərabərdir: |a| = |b| = 15 N. Deməli, bunlar əks vektorlardır: b = −a.
- Əks vektorların cəmi sıfır vektordur: a + b = 0. Güldan sükunətdə qalır.
0, yəni |r| = 0
6 · Diqqət
Dörd tələ
Səhv
Əks istiqamətli qüvvələrin modulları toplanıb.
Düzgün
9 N → + 4 N ← = 5 N →Əks istiqamətdə böyük moduldan kiçiyi çıxılır: 9 − 4 = 5.
Səhv
İstiqamət birinci (kiçik) vektordan götürülüb.
Düzgün
3 m/san → + 8 m/san ← = 5 m/san ←Əvəzləyici modulu böyük olan vektorla eyni istiqamətdədir.
Səhv
Pifaqor teoremi perpendikulyar vektorlar üçündür.
Düzgün
a ↑↑ b: 9 + 12 = 21|a| = 9, |b| = 12 və vektorlar bir xətt üzərindədir: uzunluqlar ardıcıl düzülür.
Səhv
Uzunluq ədəddir, sıfır vektor isə vektordur.
Düzgün
r = 0, |r| = 0Əks vektorların cəmi sıfır vektordur, onun uzunluğu 0 ədədidir.
7 · Həyatda
Mekik qaçışı: yol və yerdəyişmə
Bədən tərbiyəsi dərsində mekik qaçışı iki xətt arasında get-gəldir. 4 × 9 m qaçışında şagird 9 m irəli, 9 m geri, yenə 9 m irəli və 9 m geri qaçır.
Qaçılan yol bütün hissələrin uzunluqlarının cəmidir: 4 · 9 = 36 m. Yerdəyişmə isə dörd kollinear vektorun cəmidir. Hər «irəli» vektoru özünə əks olan «geri» vektoru ilə 0 verir, ona görə yerdəyişmə 0‑dır: şagird start xəttində bitirir.
3 × 10 m qaçışında iki hissə bir-birini yox edir, üçüncü qalır: yerdəyişmə 10 m irəli, yol isə 30 m.
| Qaçış | Yol | Yerdəyişmə |
|---|---|---|
| 4 × 9 m | 36 m | 0 |
| 3 × 10 m | 30 m | 10 m, irəli |
Ədədlər bu dərs üçün seçilib; mekik qaçışının məsafəsi məktəbdən məktəbə dəyişə bilər.
8 · Özünü yoxla
Bacarığını sına
Cavabı seç — düzgün olanda yaşıl, səhv olanda qırmızı işıqlanacaq. Həllinə də baxa bilərsən.
-
Asan
|m| = 8, |n| = 5 və m ↑↑ n. |m + n| nəyə bərabərdir?
Düzdür! Eyni istiqamətdə modullar toplanır.
Yox. Vektorlar eyni istiqamətlidir və bir xətt üzərindədir: uzunluqlar ardıcıl düzülür.
Həllə bax
m ↑↑ n olduğuna görə |m + n| = |m| + |n| = 8 + 5 = 13. 3 əks istiqamətin qaydasıdır, √89 perpendikulyar vektorlar üçündür, 40 isə modulların hasilidir.
-
Asan
Hava şarına 950 N qaldırıcı qüvvə yuxarı, 800 N ağırlıq qüvvəsi aşağı təsir edir. Əvəzləyici qüvvə hansıdır?
Əla! Böyük qüvvə yuxarıdır, şar yuxarı qalxır.
Yox. Qüvvələr əks istiqamətlidir: böyükdən kiçiyi çıx, istiqaməti böyük qüvvədən götür.
Həllə bax
Qüvvələr əks istiqamətlidir, 950 > 800: |r| = 950 − 800 = 150 N. Əvəzləyici böyük qüvvə ilə, yəni yuxarı yönəlib.
-
Orta
Uşaq düz dəhlizdə 14 m irəli, 14 m geri, sonra yenə 6 m irəli getdi. Onun yerdəyişməsinin modulu nə qədərdir?
Düzdür! İlk iki hissə bir-birini yox edir.
Yox. 34 m gedilən yoldur; yerdəyişmə üç vektorun cəmidir — hamısını nəzərə al.
Həllə bax
14 m irəli və 14 m geri əks vektorlardır, cəmləri 0‑dır. Qalır 6 m irəli. Yol isə 14 + 14 + 6 = 34 m‑dir. 0 m yalnız ilk iki hissəni, 22 m isə son hissəni geri sayanda alınır.
-
Orta
a ↑↓ b, |a| = 2, |b| = 9. Hansı doğrudur?
Əla! Modul fərqdir, istiqamət böyük vektordandır.
Yox. Əks istiqamətdə modullar çıxılır, istiqamət isə modulu böyük olan vektordan götürülür.
Həllə bax
|b| > |a|, ona görə |a + b| = |b| − |a| = 9 − 2 = 7, cəm b ilə eyni istiqamətdədir.
-
Çətin
Kirşəni iki uşaq irəli dartır: biri 48 N, digəri 36 N qüvvə ilə. Üçüncü uşaq onu arxadan 50 N qüvvə ilə geri saxlayır. Əvəzləyici qüvvə hansıdır?
Düzdür! Əvvəl eyni istiqamətlilər, sonra əks olan.
Yox. Əvvəl irəli dartan iki qüvvəni topla, sonra geri saxlayan qüvvəni nəzərə al.
Həllə bax
İrəli dartan qüvvələr eyni istiqamətlidir: 48 + 36 = 84 N irəli. Bu, 50 N geri qüvvəyə əksdir və ondan böyükdür: 84 − 50 = 34 N, istiqamət irəli. 134 N bütün modulların cəmidir, 62 N isə 36 N-i geri, 50 N-i irəli sayanda alınır.
-
Çətin
c və d kollinear vektorlardır, |c| = 6, |d| = 10. İstiqamətləri bilinmir. |c + d| hansı qiymətləri ala bilər?
Əla! Kollinear vektorlar üçün yalnız iki hal var.
Yox. Kollinear vektorlar ya eyni, ya da əks istiqamətlidir — hər iki halı yoxla.
Həllə bax
c ↑↑ d olarsa, 6 + 10 = 16; c ↑↓ d olarsa, 10 − 6 = 4. Başqa hal yoxdur: aradakı qiymətlər yalnız kollinear olmayan vektorlarda alınır.
Xülasə
Yadda qalanlar
- a ↑↑ b|a + b| = |a| + |b|, cəm həmin istiqamətdədir. Bu bərabərlik yalnız eyni istiqamətdə doğrudur.
- a ↑↓ bBöyük moduldan kiçiyi çıx: əvəzləyici modulu böyük olan vektorla eyni istiqamətdədir.
- a + (−a) = 0Modulları bərabər əks vektorların cəmi sıfır vektordur; yol isə yerdəyişmə deyil.
Növbəti mövzu: 4.57 Kollinear olmayan vektorların toplanması və çıxılması