Calculadora Vetorial

Calculadora Vetorial

Bem-vindo à nossa Calculadora Vetorial, uma ferramenta abrangente para realizar operações com vetores com soluções detalhadas passo a passo. Seja você um estudante aprendendo álgebra linear, um engenheiro trabalhando com forças e velocidades, ou qualquer pessoa que precise computar matemática vetorial, esta calculadora fornece resultados precisos com explicações claras.

O Que é um Vetor?

Um vetor é um objeto matemático que possui magnitude (comprimento) e direção. Os vetores são normalmente representados como listas ordenadas de números chamados componentes. Por exemplo, um vetor 3D pode ser escrito como [3, 4, 5], representando o movimento de 3 unidades ao longo do eixo x, 4 unidades ao longo do eixo y e 5 unidades ao longo do eixo z.

Os vetores são fundamentais na física (representando forças, velocidades, acelerações), computação gráfica (transformações 3D, iluminação), aprendizado de máquina (vetores de características, embeddings) e muitos outros campos.

Operações Vetoriais Suportadas

Magnitude (Comprimento)

A magnitude de um vetor, também chamada de seu comprimento ou norma, mede o quão longo o vetor é. Para o vetor A = [a, b, c]:

Vetor Unitário

Um vetor unitário tem magnitude 1 e aponta na mesma direção do vetor original. É calculado dividindo cada componente pela magnitude:

Produto Escalar

O produto escalar de dois vetores produz um escalar (número único). Ele mede o quanto um vetor vai na direção de outro:

Propriedades principais: Se o produto escalar for zero, os vetores são perpendiculares. Positivo significa que eles apontam em direções semelhantes; negativo significa oposto.

Produto Vetorial

O produto vetorial de dois vetores 3D produz um novo vetor perpendicular a ambas as entradas. A magnitude é igual à área do paralelogramo formado pelos vetores:

Adição e Subtração de Vetores

A adição de vetores combina vetores somando os componentes correspondentes. A subtração encontra a diferença:

Ângulo Entre Vetores

O ângulo entre dois vetores é encontrado usando a relação entre o produto escalar e as magnitudes:

Projeção de Vetor

A projeção do vetor A sobre o vetor B fornece o componente de A na direção de B:

Multiplicação Escalar

A multiplicação escalar multiplica cada componente de um vetor por um número, escalonando o vetor:

Tabela de Resumo de Operações

Como Usar Esta Calculadora

1. Inserir Vetor A: Insira os componentes do seu primeiro vetor, separados por vírgulas (ex: 3, 4, 0).
2. Inserir Vetor B (se necessário): Para operações com dois vetores, insira o segundo vetor.
3. Selecionar Operação: Escolha qual cálculo realizar no menu suspenso.
4. Definir Precisão: Escolha quantas casas decimais você deseja em seus resultados.
5. Calcular: Clique no botão para ver os resultados com explicações passo a passo.

Perguntas Frequentes

O que é um produto escalar?

O produto escalar de dois vetores A e B é um valor escalar calculado multiplicando os componentes correspondentes e somando os resultados: A·B = a₁b₁ + a₂b₂ + a₃b₃. Ele é igual a |A||B|cos(θ), onde θ é o ângulo entre os vetores. Um produto escalar zero significa que os vetores são perpendiculares.

O que é um produto vetorial?

O produto vetorial de dois vetores 3D A e B produz um novo vetor perpendicular a ambos os vetores de entrada. É calculado usando A×B = (a₂b₃-a₃b₂, a₃b₁-a₁b₃, a₁b₂-a₂b₁). A magnitude |A×B| é igual à área do paralelogramo formado por A e B.

Como calcular a magnitude de um vetor?

A magnitude do vetor (comprimento) é calculada usando a norma euclidiana: |A| = √(a₁² + a₂² + a₃²) para um vetor 3D. Esta fórmula se estende a qualquer dimensão somando os quadrados de todos os componentes e tirando a raiz quadrada.

O que é um vetor unitário?

Um vetor unitário é um vetor com magnitude 1 que aponta na mesma direção do vetor original. É calculado dividindo cada componente pela magnitude do vetor: Â = A/|A|. Vetores unitários são úteis para representar direções sem magnitude.

Como encontrar o ângulo entre dois vetores?

O ângulo θ entre os vetores A e B é encontrado usando a fórmula do produto escalar: cos(θ) = (A·B)/(|A||B|). Tire o cosseno inverso (arccos) deste valor para obter o ângulo em radianos e, em seguida, converta para graus se necessário, multiplicando por 180/π.

O que é projeção de vetor?

A projeção vetorial de A sobre B fornece o componente de A na direção de B. A fórmula é proj_B(A) = ((A·B)/(B·B)) × B. A projeção escalar (componente) é (A·B)/|B|. Isso é útil na física para decompor forças e velocidades.

Aplicações da Matemática Vetorial

• Física: Representação de forças, velocidades, acelerações, campos elétricos e magnéticos
• Computação Gráfica: Transformações 3D, cálculos de iluminação, ray tracing
• Engenharia: Análise estrutural, dinâmica de fluidos, robótica
• Aprendizado de Máquina: Vetores de características, word embeddings, medidas de similaridade
• Desenvolvimento de Jogos: Movimento de personagens, detecção de colisão, simulação de física
• Navegação: Cálculos de GPS, rotas de voo, roteamento marítimo

Recursos Adicionais

• Vetor (matemática e física) - Wikipédia
• Vetores e Espaços - Khan Academy
• Produto Escalar - Wikipédia
• Produto Vetorial - Wikipédia

Outras ferramentas relacionadas:

Álgebra Linear:

• Calculadora de Determinante
• Calculadora de Autovalores e Autovetores
• Calculadora de Matrizes
• Calculadora de Decomposição em Frações Parciais
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