O produto vetorial pega dois vetores em 3D e retorna um novo vetor perpendicular a ambos. Seu módulo é
em que é o ângulo entre e , e, em um sistema de coordenadas dextrógiro, sua direção segue a regra da mão direita.
Isso dá a ideia principal rapidamente. Vetores paralelos têm , então seu produto vetorial é o vetor nulo. Vetores perpendiculares têm , então o produto vetorial tem o maior módulo possível para esses comprimentos de vetor.
Fórmula Do Produto Vetorial Em Coordenadas
Se
então
O resultado é um vetor, não um escalar. Essa é uma das principais diferenças em relação ao produto escalar.
Direção Do Produto Vetorial E A Regra Da Mão Direita
O produto vetorial aponta perpendicularmente ao plano que contém e . Em um sistema de coordenadas dextrógiro, curve os dedos da mão direita de em direção a pelo menor ângulo. Seu polegar aponta na direção de .
A ordem importa:
Portanto, trocar a ordem dos vetores inverte a direção.
Exemplo Resolvido: Encontre
Considere
Usando a fórmula das componentes,
logo,
Este exemplo é útil porque tudo fica visível de uma vez:
- O resultado aponta na direção positiva de , então é perpendicular aos dois vetores de entrada.
- Seu módulo é .
- Esse mesmo módulo é a área do paralelogramo formado por e .
Você também pode verificar a fórmula do módulo. Aqui, , , e o ângulo é , então
Se você inverter a ordem, então
O módulo permanece o mesmo, mas a direção se inverte.
O Que Significa O Módulo Do Produto Vetorial
A quantidade fornece a área do paralelogramo gerado por e . Se você quiser a área do triângulo formado pelos mesmos vetores, divida por .
Esse significado geométrico explica por que o produto vetorial se torna zero para vetores paralelos: um paralelogramo sem largura tem área zero.
Erros Comuns No Produto Vetorial
Confundir Com O Produto Escalar
O produto escalar fornece um escalar e usa . O produto vetorial fornece um vetor e usa para seu módulo.
Esquecer Que A Ordem Importa
e não apontam na mesma direção. Eles são opostos um do outro.
Usá-Lo Fora Do Contexto Usual Em 3D
Na maioria dos contextos escolares e dos cursos introdutórios de engenharia, o produto vetorial é definido para dois vetores em 3D. Se você estiver trabalhando em 2D, muitas vezes as pessoas passam para interpretações de área escalar ou primeiro inserem os vetores em 3D.
Onde O Produto Vetorial É Usado
Na geometria, o produto vetorial ajuda a encontrar áreas e vetores normais. Em cálculo vetorial e computação gráfica, ele é usado para construir uma direção perpendicular a uma superfície ou plano.
Na física, ele aparece quando tanto o módulo quanto a direção de rotação importam. Um exemplo padrão é o torque:
Essa fórmula diz que o efeito de rotação depende do vetor posição, da força e do ângulo entre eles.
Tente Um Problema Semelhante
Tente
Calcule e depois compare seu módulo com . Depois disso, inverta a ordem e confirme que a nova resposta aponta na direção oposta.
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