1.9. Longitud de una sombra (Ex.Nov/11)
De Laplace
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<center><math>x-2y+2z=0\,\,\,\,\,\longrightarrow\,\,\,\,\, \vec{N}=(\vec{\imath}-2\vec{\jmath}+2\vec{k})\,\mathrm{m}\,\,\,\,\,\longrightarrow\,\,\,\,\, \vec{u}_N=\frac{\vec{N}}{|\vec{N}|}=\left(\frac{1}{3}\,\vec{\imath}-\frac{2}{3}\,\vec{\jmath}+\frac{2}{3}\,\vec{k}\right)\,</math></center> | <center><math>x-2y+2z=0\,\,\,\,\,\longrightarrow\,\,\,\,\, \vec{N}=(\vec{\imath}-2\vec{\jmath}+2\vec{k})\,\mathrm{m}\,\,\,\,\,\longrightarrow\,\,\,\,\, \vec{u}_N=\frac{\vec{N}}{|\vec{N}|}=\left(\frac{1}{3}\,\vec{\imath}-\frac{2}{3}\,\vec{\jmath}+\frac{2}{3}\,\vec{k}\right)\,</math></center> | ||
| - | Pues bien, la sombra de la varilla sobre el suelo al mediodía (incidencia ortogonal de los rayos solares) es la proyección ortogonal del vector <math>\overrightarrow{OP}\,</math> sobre el plano-suelo, es decir, su proyección sobre la dirección perpendicular al vector <math>\vec{N}\,</math>. Por tanto, la longitud <math>L\,</math> de dicha sombra se puede calcular como el módulo del producto vectorial del vector <math>\overrightarrow{OP}\,</math> por | + | Pues bien, la sombra de la varilla sobre el suelo al mediodía (incidencia ortogonal de los rayos solares) es la proyección ortogonal del vector <math>\overrightarrow{OP}\,</math> sobre el plano-suelo, es decir, su proyección sobre la dirección perpendicular al vector <math>\vec{N}\,</math>. Por tanto, la longitud <math>L\,</math> de dicha sombra se puede calcular como el módulo del producto vectorial del vector <math>\overrightarrow{OP}\,</math> por el vector unitario en la dirección normal al suelo <math>\vec{u}_N\,</math>: |
<center><math>L=\mathrm{proy}_{\perp \vec{N}}\left[\overrightarrow{OP}\right]=\left|\overrightarrow{OP}\times\vec{u}_N\right|=\left|-2\,\vec{\imath}-\frac{8}{3}\,\vec{\jmath}-\frac{5}{3}\,\vec{k}\right|\,\mathrm{m}=\sqrt{\frac{125}{9}}\,\mathrm{m}=\frac{5\sqrt{5}}{3}\,\mathrm{m}</math></center> | <center><math>L=\mathrm{proy}_{\perp \vec{N}}\left[\overrightarrow{OP}\right]=\left|\overrightarrow{OP}\times\vec{u}_N\right|=\left|-2\,\vec{\imath}-\frac{8}{3}\,\vec{\jmath}-\frac{5}{3}\,\vec{k}\right|\,\mathrm{m}=\sqrt{\frac{125}{9}}\,\mathrm{m}=\frac{5\sqrt{5}}{3}\,\mathrm{m}</math></center> | ||
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Revisión de 08:53 11 nov 2011
1 Enunciado
En cierto sistema de coordenadas cartesianas, el suelo viene definido por el plano de ecuación 
y en él se halla clavada una varilla rectilínea representada por el vector 
. Suponiendo que es mediodía y los rayos solares inciden
perpendicularmente al suelo, ¿cuál es la longitud de la sombra que la varilla proyecta sobre el suelo?
2 Solución
Por inspección de la ecuación del plano-suelo, deducimos de inmediato un vector 
normal al suelo, y dividiéndolo por su módulo (normalización) obtenemos un vector unitario 
en su misma dirección:
Pues bien, la sombra de la varilla sobre el suelo al mediodía (incidencia ortogonal de los rayos solares) es la proyección ortogonal del vector 
sobre el plano-suelo, es decir, su proyección sobre la dirección perpendicular al vector . Por tanto, la longitud 
de dicha sombra se puede calcular como el módulo del producto vectorial del vector por el vector unitario en la dirección normal al suelo :
![L=\mathrm{proy}_{\perp \vec{N}}\left[\overrightarrow{OP}\right]=\left|\overrightarrow{OP}\times\vec{u}_N\right|=\left|-2\,\vec{\imath}-\frac{8}{3}\,\vec{\jmath}-\frac{5}{3}\,\vec{k}\right|\,\mathrm{m}=\sqrt{\frac{125}{9}}\,\mathrm{m}=\frac{5\sqrt{5}}{3}\,\mathrm{m}](/wiki/images/math/9/5/b/95bc8d1d9512d31b6ae175d7254be353.png)
