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5 years ago
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  2. title : Collection disparate d'éléments de cours (étape 1) : vocabulaire et équations
  3. published : true
  4. visible : false
  5. ---
  6. !!!! *ATTENTION* :
  7. !!!! Ce contenu n'est pas un cours validé !
  8. !!!! Page non répertoriée
  9. ### IMPORTANTE / IMPORTANT
  10. [ES] Por favor, *debes agregar* lo que haces en tu universidad, si no está en la lista.
  11. Para lo que está escrito en su idioma nativo, *debes borrar y volver a escribir* si
  12. usas otras palabras u otras explicaciones. Complete sus ecuaciones habituales
  13. si son diferentes de las ya escritas. Escriba sus comentarios entre <!-- y --> <br>
  14. ejemplo: <!-- esto es un comentario -->
  15. <! - this is a comment ->
  16. [FR] *Il faut rajouter* ce que vous faites dans votre université, si ce n'est pas dans la liste.
  17. Pour ce qui est écrit dans votre langue natale, *il faut effacer et écrire de nouveau*
  18. si vous utilisez d'autres mots ou d'autres expliactions. Compléter vos équations usuelles
  19. si elles sont différentes de celles déjà écrite. Ecrivez vos commentaire entre <!-- et --> <br>
  20. exemple : <!-- ceci est un commentaire -->
  21. [EN] *You must add* what you do in your university, if it is not in the list. For what is written
  22. in your native language, *you must erase and rewrite* if you use other words or other explanations.
  23. Complete your usual equations if they are different from those already written.
  24. Write your comments between <!-- et --> <br>
  25. example: <!-- this is a comment -->
  26. ---
  27. "\<br>" impone un salto a la linea siguente.<br>
  28. "\<br>" impose un retour à la ligne.<br>
  29. "\<br>" impose a line break.
  30. ---
  31. [ES] Esta es una oportunidad para estandarizar nuestros notación y vocabulario,<br>
  32. http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/index?openform&part=102<br>
  33. o para indicar en el texto la equivalencia con la norma internacional si
  34. queremos mantener nuestras notaciones y vocabularios. Ejemplo :
  35. [FR] C'est l'occasion de normaliser notre notation et vocabulaire, <br>
  36. http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/index?openform&part=102<br>
  37. ou d'indiquer dans le texte l'équivalence avec la norme internationale si
  38. on souhaite garder nos notations et vocabulaires. Exemple :
  39. [EN] This is an opportunity to standardize our notation and vocabulary, <br>
  40. http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/index?openform&part=102<br>
  41. or to indicate in the text the equivalence with the international standard
  42. if we wish to keep our notations and terms. Example :
  43. "élément scalaire de surface $`dA`$" au lieu de "surface élémentaire ou infinitésimale $`dS`$".
  44. ---
  45. [ES] La oportunidad también de que un matemático verifique la conformidad de expresiones
  46. matemáticas lógicas. Ejemplo :
  47. [FR] L'occasion aussi de faire vérifier par un mathématicien la conformité des expressions
  48. mathématiques logiques. Exemple :
  49. [EN] The opportunity also to have a mathematician verify the conformity of logical
  50. mathematical expressions. Example :
  51. $`\Longrightarrow \quad\forall \overrightarrow{V}\in\mathcal{P}`$$`\quad\exists ! (\alpha,\beta)\in\mathbb{R}^2`$$`\quad
  52. \overrightarrow{V}=\alpha\cdot\overrightarrow{a}+\beta\cdot\overrightarrow{b}`$
  53. https://en.wikipedia.org/wiki/ISO_31-11
  54. ---
  55. ## Colección de elementos del curso: conceptos, vocabulario y ecuaciones / Collection d'éléments de cours : Concepts, vocabulaire et équations / Collection of Course Elements: Concepts, Vocabulary and Equations
  56. ### Vectores, análisis vectorial / Vecteurs, analyse vectorielle / Vectors, vector analysis
  57. (http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=102-03-04)
  58. ##### Vectores en el espacio euclidiano / Vecteurs dans un espace euclidien / Vectors in Euclidean Space
  59. [ES] 3 caracteristicas : norma, dirección y sentido ? <br>
  60. [FR] 3 caractéristiques : norme, direction et sens <br>
  61. [EN] 2 characteritics : magnitude (or length) and direction.
  62. ATENCIÓN / ATTENTION / BE CAREFUL :
  63. [ES] matemáticamente, la palabra "dirección / direction / direction" no tiene el mismo significado en francés y español, y en inglés.
  64. [FR] mathématiquement, le mot dirección / direction / direction" n'a pas le même sens en français et espagnol, et en anglais.
  65. [EN] mathematically, the word "dirección / direction / direction" does not have the same meaning in French and Spanish, and in English.
  66. ##### Significado de los vectores en mecánica / Signification des vecteurs en mécanique / Meaning of vectors in mechanics.
  67. * [ES] Los *vectores* pueden representar *diferentes cantidades físicas*. <br>
  68. _ejemplo: vector de velocidad del punto M, y la fuerza que se aplica al punto M._<br>
  69. [FR] Les *vecteurs* peuvent représenter des *grandeurs physiques différentes*.<br>
  70. _exemple : vecteur vitesse du point M, et la force qui s’applique sur le point M._<br>
  71. [EN] The *vectors* can represent *different physical quantities*. <br>
  72. _example: velocity vector of point M, and the force that applies to point M._
  73. * [ES] Las *normas* de vectores correspondientes a diferentes cantidades físicas _(ejemplo:
  74. velocidad y fuerza)_ se expresan en *diferentes unidades* _(respectivamente: $`ms^{-1}`$ y $`N`$)_.
  75. Ellos *no se pueden comparar*.<br>
  76. [FR] Les *normes* de vecteurs correspondant à des grandeurs physiques différentes _(exemple :
  77. vitesse et force)_ s’expriment dans des **unités différentes** _(respectivement : $`m.s^{-1}`$
  78. et $`N`$)_. Elles *ne peuvent pas être comparées*.<br>
  79. [EN] The *magnitudes* of vectors corresponding to different physical quantities _(example: speed
  80. and force)_ are expressed in *different units* _(respectively: $`ms^{-1}`$ and $`N`$)_.
  81. They *cannot be compared*.
  82. ##### Vectores colineales y no colineales / Vecteurs colinéaires et non colinéaires / Collinear and non-collinear vectors
  83. * [ES] Dos **vectores $`\vec{A}`$ et $`\vec{B}`$** son **colineales** si tienen *igual dirección*.<br>
  84. [FR] Deux *vecteurs $`\vec{A}`$ et $`\vec{B}`$* sont **colinéaires** s’ils ont la *même direction* :<br>
  85. [EN] Two **vectors $`\vec{A}`$ et $`\vec{B}`$** are **collinear** if they lie on the *same line or parallel lines* :<br>
  86. <br>Il existe alors un nombre réel $`\alpha`$ tel que l’on peut écrire $`\overrightarrow{A}=\alpha\cdot\overrightarrow{B}`$<br>
  87. " $`\vec{A}`$ et $`\vec{B}`$ sont colinéaires" $`\Longleftrightarrow \exists \alpha\in\mathbb{R}\quad\overrightarrow{A}=\alpha\cdot\overrightarrow{B}`$
  88. * [ES] Dos **vectores $`\vec{A}`$ et $`\vec{B}`$** son **colineales** si non tienen *igual dirección*.<br>
  89. [FR] Deux **vecteurs $`\vec{A}`$ et $`\vec{B}`$** sont **non colinéaires** s’ils ont des *directions différentes*.<br>
  90. [EN] Two **vectors $`\vec{A}`$ et $`\vec{B}`$** are **non collinear** if they lie on *non parallel lines* :<br>
  91. <br>Pour tout nombre réel $`\alpha`$ on peut écrire $`\overrightarrow{A} \ne \alpha\cdot\overrightarrow{B}`$.<br>
  92. "$`\vec{A}`$ et $`\vec{B}`$ sont non colinéaires" $`\Longleftrightarrow \forall\; \alpha\in\mathbb{R}`$$`\quad\overrightarrow{A} \ne\alpha\cdot\overrightarrow{B}`$
  93. Fig "mechanics-vectors-collinear.png" ready for use.
  94. #### addition et soustraction de vecteurs
  95. #### vecteurs lié&s, vecteurs libres
  96. #### Base vectorial / Base vectorielle / Base of a vector space
  97. ##### en un plano $`\mathcal{P}`$ / dans un plan $`\mathcal{P}`$ / in a plane $`\mathcal{P}`$
  98. * Definición / Définition :<br>
  99. [ES] **2 vectores $`\vec{a}`$ y $`\vec{b}`$ pertenecientes a un plano $`\mathcal{P}`$, no nulos, no colineales y ordonados**
  100. en una secuencia $`(\vec{a}\,,\,\vec{b})`$ forman una *base* $`(\vec{a}\,,\,\vec{b})`$ de este plano.<br>
  101. [FR] **2 vecteurs $`\vec{a}`$ et $`\vec{b}`$ appartenant à un plan $`\mathcal{P}`$, non nuls, non colinéaires et ordonnés**
  102. dans une suite $`(\vec{a}\,,\,\vec{b})`$ forment une *base* $`(\vec{a}\,,\,\vec{b})`$ de ce plan.<br>
  103. [EN] ...
  104. * Propiedad / Propriété :<br>
  105. [ES] Si $`(\vec{a}\,,\,\vec{b})`$ es una base de un plano $`\mathcal{P}`$, entonces cualquier *vector $`\vec{V}`$* de
  106. $`\mathcal{P}`$ se descompone *de forma única* en una **combinación lineal** *de los vectores de base* $`\vec{a}`$ et $`\vec{b}`$.<br>
  107. [FR] Si $`(\vec{a}\,,\,\vec{b})`$ est une base d'un plan $`\mathcal{P}`$, alors tout *vecteur $`\vec{V}`$* de $`\mathcal{P}`$
  108. se décompose de *façon unique* en une **combinaison linéaire** *des vecteurs de base* $`\vec{a}`$ et $`\vec{b}`$.<br>
  109. [EN] ...
  110. * Écriture mathématique :<br>
  111. "$`(\overrightarrow{a},\overrightarrow{b})`$ est une base de $`\mathcal{P}`$"
  112. $`\Longrightarrow \quad\forall \overrightarrow{V}\in\mathcal{P}`$$`\quad\exists ! (\alpha,\beta)\in\mathbb{R}^2`$$`\quad
  113. \overrightarrow{V}=\alpha\cdot\overrightarrow{a}+\beta\cdot\overrightarrow{b}`$
  114. Fig "mechanics-vector-base-plane_L1200.gif" ready for use.
  115. ##### en un espacio vectorial $`\mathcal{E}`$ de dimensión $`n`$ / dans un espace vectoriel $`\mathcal{E}`$ de dimension $`n`$ / in a vector space $`\mathcal{E}`$ of dimension $`n`$
  116. * [ES] En matemáticas, una **secuencia** es un *conjunto ordenado de elementos*, llamados sus "términos".
  117. y que están *indexados por números naturales*.<br>
  118. [FR] En mathématiques, une **suite** est un *ensemble ordonné d'éléments*, appelés ses "termes"
  119. et qui sont *indexées par les entiers naturels*.(le terme "n-uplet" n'est pas bon ...)<br>
  120. [EN] In mathematics, a **sequence** is an *ordered set of elements*, called its "terms"
  121. and which are *indexed by natural numbers*.
  122. * [ES] *$`n`$ vectores ordenados* en una secuencia $`(\vec{a_1},\vec{a_2},...,\vec{a_n})`$ forman
  123. una **base de un espacio vectorial** $`\mathcal{E}`$ de dimensión $`n`$ si *cualquier vector* de este
  124. espacio se descompone de *manera única en una combinación lineal* de los vectores $`\vec{a_1},\vec{a_2},...,\vec{a_n}`$.<br>
  125. [FR] *$`n`$ vecteurs ordonnés* dans une suite $`(\vec{a_1},\vec{a_2},...,\vec{a_n})`$ forment
  126. une **base d'un espace vectoriel** $`\mathcal{E}`$ de dimension $`n`$, si *tout vecteur* $`\vec{V}`$
  127. de cet espace $`\mathcal{E}`$ se décompose de *façon unique* en une *combinaison linéaire* des vecteurs
  128. $`\vec{a_1},\vec{a_2},...,\vec{a_n}`$.<br>
  129. [EN] *$`n`$ ordered vectors* in a sequence $`(\vec{a_1},\vec{a_2},...,\vec{a_n})`$ form a
  130. **basis of a vector space** $`\mathcal{E}`$ of dimension $`n`$ if *any vector* of this space decomposes in
  131. *a unique way* into a *linear combination* of the vectors $`\vec{a_1},\vec{a_2},...,\vec{a_n}`$.
  132. * "$`(\vec{a_1},\vec{a_2},...,\vec{a_n})`$ est une base de $`\mathcal{E}`$"$`
  133. \quad\Longrightarrow \quad\forall \overrightarrow{V}\in\mathcal{E}`$$`\quad\exists ! (\alpha_1,\alpha_1,...;\alpha_1)\in\mathbb{R}^n`$$`\quad
  134. \overrightarrow{V}=\alpha_1\cdot\overrightarrow{a_1}+\alpha_2\cdot\overrightarrow{a_2}+...+\alpha_n\cdot\overrightarrow{a_n}`$
  135. * [ES] Para cualquier base denotamos los vectores base $`\vec{a_i}`$.
  136. (ejemplo : vectores de la base convencionale (no ortonormales) de un cristal en física
  137. del estado sólido/estructura de materiales) :<br>
  138. http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=102-03-08<br>
  139. Reservamos la notación $`\vec{e_i}`$ para las bases normales y ortonormales:<br>
  140. http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=102-03-28.<br>
  141. <br>[FR] Pour un base quelconque nous notons les vecteurs de base $`\vec{a_i}`$.
  142. (exemple des vecteurs de base conventionnelle (non orthonormée) d'un cristal,
  143. en physique du solide/structure des matériaux) :<br>
  144. http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=102-03-08<br>
  145. Nous réservons la notation $`\vec{e_i}`$ pour les vecteurs des bases normées et orthonormée :<br>
  146. http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=102-03-28.<br>
  147. <br>[EN] For any base we denote the base vectors $`\vec{a_i}`$.
  148. (example of the conventional base (not orthonormal) of a crystal, in solid state
  149. physics/structure of materials) :<br>
  150. http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=102-03-08<br>
  151. We reserve the notation $`\vec{e_i}`$ for vectors of normal and orthonormal bases :<br>
  152. http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=102-03-28.
  153. #### Sistemas de coordenadas / Systèmes de coordonnées - Repère de l’espace / Coordinate systems
  154. IMPORTANTE / IMPORTANT
  155. [ES] No veo en español o inglés la distinción entre "sistema de coordenadas" y
  156. lo que llamamos en Francia el "repère" asociado. ¿Me equivoco? Si esta diferencia
  157. existe entre los tres idiomas, será importante explicarla en el curso.<br>
  158. Definir un "repère" me parece importante para hacer la distinción entre
  159. "repère" y marco de referencia...<br>
  160. [FR] Je ne vois pas en espagnol ou en anglais la distinction entre "système de coordonnées" et
  161. le repère associés. Je me trompe ? Si cette différence existent entre les trois langues,
  162. l'expliciter dans le cours sera important.<br>
  163. Définir la notion de repère me parait important pour faire la différence entre repère
  164. et référentiel...
  165. [EN] I don't see in Spanish or English the distinction between "coordinate system" and
  166. what we call in France the associated "repère". I am wrong? f this difference exists
  167. between the three languages, explaining it in the course will be important.<br>
  168. To define a "repère" seems to me important to me to make the distinction between
  169. "repère" and reference frame...
  170. * [ES] En mecánica clásica (no relativista), *el tiempo y el espacio no* están *acoplados*.<br>
  171. [FR] En mécanique classique (non relativiste) , *temps et espace* ne sont *pas couplés*.<br>
  172. [EN] In classical mechanics (not relativistic), *time and space* are *not coupled*.
  173. * [ES] *En el espacio*, la *posición de un punto M* se identifica a partir de un **punto O origen** del
  174. espacio por el **vector $`\overrightarrow{OM}`$**.<br>
  175. [FR] *Dans l’espace*, la *position d’un point M* est repérée à partir d’un **point O origine** de
  176. l’espace par le **vecteur $`\overrightarrow{OM}`$**.<br>
  177. [EN] *In space*, the *position of a point M* is marked from a **point origin O** of
  178. the space by the **vector $`\overrightarrow{OM}`$**.<br>
  179. * [ES] El *espacio clásico* de Newton tiene **3 dimensiones**. Esto significa que, desde el origen O del espacio,
  180. la posición de cualquier punto M se puede definir de forma única mediante
  181. **3 números reales $`(\alpha_M, \beta_M, \gamma_M )`$**, llamados **coordenadas** (o coordenadas espaciales)
  182. del punto M. Escribimos $`M=M(\alpha_M, \beta_M, \gamma_M)`$.<br>
  183. [FR] L’*espace classique de Newton* a **3 dimensions**. Cela signifie que, à partir de l’origine O de l’espace,
  184. la position de tout point M peut-être définie de façon unique par **3 nombres réels $`(\alpha_M, \beta_M, \gamma_M )`$**
  185. , appelés **coordonnées** (ou coordonnées spatiales) du point M. On écrit $`M=M(\alpha_M, \beta_M, \gamma_M)`$.<br>
  186. [EN] The Newton's *classical space* has **3 dimensions**. This means that, from the origin O of space,
  187. the position of any point M can be uniquely defined by **3 real numbers $`(\alpha_M, \beta_M, \gamma_M )`$**,
  188. called **coordinates** (or spatial coordinates) of point M. We write $`M=M(\alpha_M, \beta_M, \gamma_M)`$.
  189. * [ES] Si no nos referimos a un punto particular en el espacio, sino a un cualquier punto
  190. que puede estar en cualquier lugar del espacio, entonces sus coordenadas son
  191. variables reales, y simplemente escribimos $`M=M(\alpha, \beta, \gamma)`$.<br>
  192. [FR] Si nous ne faisons pas référence à un point particulier de l'espace, mais à un point
  193. quelconque pouvant se situer n'importe où dans l'espace, alors ses coordonnées sont des
  194. variables réelles, et nous écrivons simplement $`M=M(\alpha, \beta, \gamma)`$.<br>
  195. [EN] If we are not referring to a particular point in space, but to any point that can
  196. be located anywhere in space, then its coordinates are real variables, and we simply write
  197. $`M=M(\alpha, \beta, \gamma)`$.
  198. * [ES] Hay *varias formas posibles de definir unas coordenadas espaciales*: Hablamos de
  199. ** sistemas de coordenadas**.<br>
  200. [FR] ]Il y a *plusieurs façons possible de définir des coordonnées spatiales* : On parle de
  201. **systèmes de coordonnées**.<br>
  202. [EN] There are *several possible ways to define spatial coordinates*: We speak of
  203. **coordinate systems**.
  204. * [ES] Se definen caracteres alfanuméricos específicos para los sistemas de coordenadas comunes:<br>
  205. \- *coordenades cartesianas* : **$`(x, y, z)`$ or $`(O, x_1, x_2, x_3)`$**<br>
  206. \- *coordenades cilindricas* https://en.wikipedia.org/wiki/ISO_31-11 :
  207. **$`(\rho, \phi, z)`$** (o $`(r, \phi, z)`$ si hay una ambigüedad con $`\rho`$,
  208. por ejemplo si $`\rho`$ se usa para la densidad densidad de carga eléctrica).<br>
  209. \- *coordenades esfèriques* : **$`(r, \theta, \phi)`$**<br>
  210. [FR] Des caractères alphanumériques spécifiques sont définis pour les systèmes de coordonnées
  211. usuels :<br>
  212. \- *cartésiennes* : **$`(x, y, z)`$ or $`(O, x_1, x_2, x_3)`$**<br>
  213. \- *cylindriques* https://en.wikipedia.org/wiki/ISO_31-11 :
  214. **$`(\rho, \phi, z)`$** (ou $`(r, \phi, z)`$ si il y a une ambiguïté avec $`\rho`$,
  215. par exemple si $`\rho`$ est utilisé pour la charge (électrique) volumique).<br>
  216. \- *sphériques* : **$`(r, \theta, \phi)`$**<br>
  217. [EN] Specific alphanumeric characters are defined for some widely used coordinate systems :<br>
  218. \- *cartesian* : **$`(x, y, z)`$ or $`(O, x_1, x_2, x_3)`$**<br>
  219. \- *cylindrical* https://en.wikipedia.org/wiki/ISO_31-11 :
  220. **$`(\rho, \phi, z)`$** (or $`(r, \phi, z)`$ if there is an ambiguity with $`\rho`$,
  221. for example if $`\rho`$ is used for (electric) charge density).<br>
  222. \- *spherical* : **$`(r, \theta, \phi)`$**<br>
  223. <br>Par exemple à l'INSA au GP, on utilise $`(r, \theta, z)`$ et $`(r, \theta, \phi)`$, ce qui
  224. fait que l'angle $`\theta`$ en coordonnées cylindriques est définit comme l'angle $`\phi`$
  225. en sphériques. C'est l'occasion de changer cela pour nous conformer aux normes, et pour redonner
  226. de la simplicité dans l'apprentissage des systèmes de coordonnées.
  227. #### Características de una base / Caractéristiques d’une base et d’un repère / Characteristics of a base
  228. ##### Base normal / Base et repère normés / (Normal base ????)
  229. * [ES] Base normée $`(\vec{a},\vec{b},\vec{c})`$<br>
  230. [FR] Base normée $`(\vec{a},\vec{b},\vec{c})`$ et repère normé $`(O,\vec{a},\vec{b},\vec{c})`$<br>
  231. [EN] Normal base $`(\vec{a},\vec{b},\vec{c})`$<br>
  232. * [ES] Los vectores de una **base normal** son *vectores de norma uno* : vectores unitarios.<br>
  233. [FR] Les vecteurs d'une **base normée** et d'un repère normé sont des *vecteurs de norme unité* : vecteurs unitaires.<br>
  234. [EN] The vectors of a **normal base** ???? (I am not sure at all here...) are *vectors with a magnitude 1* (1 in the unit system).
  235. * $`||\overrightarrow{a}||=1\; ; \;||\overrightarrow{b}||=1\; ; \;||\overrightarrow{c}||=1`$ .
  236. ##### Base ortogonal / Base et repère orthogonaux / Orthogonal base
  237. * Base $`(\vec{a},\vec{b},\vec{c})`$ et repère $`(O, \vec{a},\vec{b},\vec{c})`$
  238. * [ES] Los vectores de una **base ortongonale** son *vectores perpendiculares dos a dos*.<br>
  239. [FR] Les vecteurs d'une **base** ou d'un **repère orthogonal** sont des *vecteurs orthogonaux 2 à 2*.<br>
  240. [EN] The vectors of the **orthogonal base** or of the coordinate system are *orthogonal 2 to 2 vectors*
  241. * $`\overrightarrow{a}\perp\overrightarrow{b}\; ; \;\overrightarrow{a}\perp\overrightarrow{c}\; ; \;\overrightarrow{b}\perp\overrightarrow{c}`$.
  242. ##### Base ortonormal / base et repère orthonormés /
  243. * Base orthonormée $`(\vec{e_1},\vec{e_2},\vec{e_3})`$ / repère orthonormé $`(O,\vec{e_1},\vec{e_2},\vec{e_3})`$
  244. * orthonormé = **ortho**+*normé* :<br>
  245. \- ortho : $`\forall (\vec{e_i},\vec{e_j}) \in \{\vec{e_1},\vec{e_2},\vec{e_3}\}^2 \quad \vec{e_i}\perp\vec{e_j}`$.<br>
  246. \- normé : $`\forall \vec{e_i} \in \{\vec{e_1},\vec{e_2},\vec{e_3}\} \quad ||\vec{e_i}||=1`$.
  247. * orthonormé : $`\forall (\vec{e_i},\vec{e_j}) \in \{\vec{e_1},\vec{e_2},\vec{e_3}\}^2 \quad \overrightarrow{e_i}\cdot\overrightarrow{e_j}=\delta_{i\,j}`$<br>
  248. avec le **symbole e Kronecker $`\delta_{i\,j}`$** défini par :<br>
  249. $`\delta_{i\,j}=1`$ si $`i=j\quad`$ et $`\quad\delta_{i\,j}=0`$ si $`i \ne j`$
  250. #### Regla de la mano derecha / règle de la main droite / right-hand rule
  251. * Dos vectores $`\vec{a}`$ y $`\vec{b}`$ distintos de cero, unitarios y ortogonales, forman
  252. una base ortonormal $`(\vec{a},\vec{b})`$ de un plano en el espacio.
  253. * Deux vecteurs $`\vec{a}`$ et $`\vec{b}`$ non nuls, unitaires et orthogonaux forment
  254. une base orthonormée $`(\vec{a},\vec{b})`$ d'un plan dans l'espace.
  255. * [ES] Esta base $`(\vec{a},\vec{b})`$ se puede completar con un tercer vector $`\ve{c}`$, unitario
  256. y perpendicular a $`\vec{a}`$ y a $`\vec{b}`$, para formar una base ortonormal
  257. $`(\vec{a},\vec{b},\vec{c})`$ del espacio.<br>
  258. <br> [FR] Cette base $`(\vec{a},\vec{b})`$ peut être complétée par un troisième vecteur $`\vec{c}`$, unitaire
  259. et perpendiculaire à $`\vec{a}`$ et à $`\vec{b}`$, pour former une base orthonormée
  260. $`(\vec{a},\vec{b},\vec{c})`$ de l'espace.
  261. * Este tercer vector $`\vec{c}`$ perpendicular a los vectores $`\vec{a}`$ y
  262. $`\vec{b}`$ tiene **una dirección**, la
  263. línea recta normal (perpendicular) al plano $`\mathcal{P}`$, pero hay **dos sentidos posibles**
  264. para este vector $`\vec{c}`$.<br>
  265. Estos dos posibles sentidos se distinguen por una *regla de orientación del espacío*: la
  266. **regla de los 3 dedos de la mano derecha**.<br>
  267. <br> Ce troisième vecteur $`\vec{c}`$ perpendiculaire à la fois aux vecteurs $`\vec{a}`$ et
  268. $`\vec{b}`$ possède **une direction**, la *droite normale (perpendiculaire) au plan
  269. $`\mathcal{P}`$, mais il y a **deux sens possibles** pour ce vecteur $`\vec{c}`$.<br>
  270. Ces deux sens possibles sont distingués par une *règle d’orientation de l’espace* :
  271. la **règle des 3 doigts de la main droite**.
  272. Fig "physics-mechanics-space-orientation-right-hand-rule-direction_L1200_horiz_vert.jpg" ready for use.
  273. #### Repère orthonormé direct / indirect
  274. ---------
  275. #### Producto escalar de dos vectores, y norma de un vector / Produit scalaire de 2 vecteurs, et norme d’un vecteur /
  276. ##### valable dans une base $`(\vec{a},\vec{b})`$ quelconque d'un plan $`\mathcal{P}`$
  277. $`\overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{V}=||\overrightarrow{U}||\cdot||\overrightarrow{V}||\cdot cos(\widehat{\overrightarrow{U},\overrightarrow{V}})`$
  278. $`\Longrightarrow`$ commutativité :
  279. $`\forall(\overrightarrow{U},\overrightarrow{V})\in\mathcal{P}^2\quad\overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{V}=\overrightarrow{V}\cdot\overrightarrow{U}`$
  280. $`\Longrightarrow`$ associativité :
  281. $`\forall(\overrightarrow{U},\overrightarrow{V},\overrightarrow{W})\in\mathcal{P}^3`$
  282. $`\quad\overrightarrow{U}\cdot(\overrightarrow{V}+\overrightarrow{W})=\overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{V}+\overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{W}`$
  283. $`\forall \overrightarrow{U}\in\mathcal{P}\quad\overrightarrow{U}=U_a\cdot\overrightarrow{a}+U_b\cdot\overrightarrow{b}`$<br>
  284. $`\forall \overrightarrow{V}\in\mathcal{P}\quad\overrightarrow{V}=V_a\cdot\overrightarrow{a}+V_b\cdot\overrightarrow{b}`$<br>
  285. $`\overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{V}=(U_a\cdot\overrightarrow{a}+U_b\cdot\overrightarrow{b})\cdot (V_a\cdot\overrightarrow{a}+V_b\cdot\overrightarrow{b})`$<br>
  286. $` = U_a\,V_a\,(\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{a})+U_a\,V_b\,(\overrightarrow{a}\cdot \overrightarrow{b})`$
  287. $`+U_b\,V_a\,(\overrightarrow{b}\cdot \overrightarrow{a})+U_b\,V_b\,(\overrightarrow{b}\cdot\overrightarrow{b})`$<br>
  288. $`= U_a\,V_a\,\overrightarrow{a}^2 + U_b\,V_b\,\overrightarrow{b}^2 + (U_a\,V_a+U_b\,V_a)\,(\overrightarrow{a}\cdot \overrightarrow{b})`$
  289. ##### Norma de un vector / norme d'un vecteur / vector magnitude
  290. [EN] magnitude = length
  291. $`||\overrightarrow{U}||=\sqrt{\overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{U}}=\overrightarrow{U}^{\frac{1}{2}}`$
  292. ##### Vector unitario / Vecteur unitaire / Unit vector
  293. $`\overrightarrow{U}`$ est unitaire $`\quad\Longleftrightarrow\quad ||\overrightarrow{U}||=1`$
  294. ##### Producto escalar de dos vectores colineales / Produit scalaire de 2 vecteurs colinéaires / Scalar product of 2 collinear vectors
  295. [EN] scalar product = dot product
  296. $`\overrightarrow{U}`$ et $`\overrightarrow{V}`$ sont colinéaires
  297. $`\quad\Longleftrightarrow\quad (\widehat{\overrightarrow{U},\overrightarrow{V}})\in\{0,\pi\}`$
  298. $`\quad\Longleftrightarrow\quad cos(\widehat{\overrightarrow{U},\overrightarrow{V}})\in\{-1,+1\}`$
  299. $`\overrightarrow{U}`$ et $`\overrightarrow{V}`$ sont colinéaires
  300. $`\;\Longrightarrow\left|\begin{array}{l}\overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{V}=+\;||\overrightarrow{U}||\cdot
  301. ||\overrightarrow{V}||\;\text{si}\;\widehat{\overrightarrow{U},\overrightarrow{V}}=0
  302. \\ \,
  303. \\
  304. \overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{V}=-\;||\overrightarrow{U}||\cdot||\overrightarrow{V}||
  305. \;\text{si}\;\widehat{\overrightarrow{U},\overrightarrow{V}}=\pi\end{array}\right.`$
  306. ##### Producto escalar de dos vectores ortogonales / Produit scalaire de 2 vecteurs orthogonaux / Scalar product of two orthogonal vectors
  307. $`\forall \overrightarrow{U}\in\mathcal{P}\quad, \forall \overrightarrow{V}\in\mathcal{P}`$
  308. $`\overrightarrow{U}\perp\overrightarrow{V}\Longleftrightarrow\widehat{\overrightarrow{U},
  309. \overrightarrow{V}}=\dfrac{\pi}{2}\Longleftrightarrow cos(\widehat{\overrightarrow{U},
  310. \overrightarrow{V}})=0`$**$`\Longrightarrow\overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{V}=0`$**.
  311. ##### Producto escalar de dos vectores en una base ortonormal del espacio / Prduit scalaire de deux vecteurs 2 vecteurs dans une base orthonormée de l'espace / Scalar product of 2 vectors in an orthonormal basis
  312. "$`(\vec{e_1},\vec{e_2},...,\vec{e_n})`$ est une base orthonormée.
  313. $`\quad\Longrightarrow`$
  314. $`\displaystyle\quad\forall \overrightarrow{U}\in\mathcal{P}\quad \overrightarrow{U}=\sum_{i=1}^n\;U_i\cdot\vec{e_i}`$
  315. $`\displaystyle\quad\forall \overrightarrow{V}\in\mathcal{P}\quad \overrightarrow{V}=\sum_{i=1}^n\;V_i\cdot\vec{e_i}`$
  316. **$`\displaystyle\quad\overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{V}=U_1\,V_1 + U_2\,V_2 + ... + U_n\,V_n = \sum_{i=1}^n\;U_i\,V_i`$**
  317. ##### Cálculo del ángulo entre 2 vectores en una base ortonormal del espacio / Calcul de l’angle entre 2 vecteurs dans une base orthonormée de l'espace / Calculation of the angle between 2 vectors in an orthonormal basis
  318. Plano euclidiano / plan euclidien / euclidian space : $`n=3`$ :
  319. $`\left.\begin{array}{l}\overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{V}=||\overrightarrow{U}||\cdot||\overrightarrow{V}||\cdot
  320. cos (\widehat{\overrightarrow{U},\overrightarrow{V}}) \\
  321. \overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{V}=U_1\,V_1 + U_2\,V_2 + U_3\,V_3\end{array}\right|`$
  322. $`\quad\Longrightarrow\quad cos (\widehat{\overrightarrow{U},\overrightarrow{V}})=\dfrac{\overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{V}}
  323. {||\overrightarrow{U}||\cdot||\overrightarrow{V}||}`$
  324. $`\quad\Longrightarrow\quad cos (\widehat{\overrightarrow{U},\overrightarrow{V}})=\dfrac{U_1\,V_1 + U_2\,V_2 + U_3\,V_3}
  325. {||\overrightarrow{U}||\cdot||\overrightarrow{V}||}`$
  326. **$`\quad\Longrightarrow\quad \widehat{\overrightarrow{U},\overrightarrow{V}}= arcos\left(\dfrac{\overrightarrow{U}\cdot\overrightarrow{V}}
  327. {||\overrightarrow{U}||\cdot||\overrightarrow{V}||}\right)`$**
  328. **$`\quad\Longrightarrow\quad \widehat{\overrightarrow{U},\overrightarrow{V}}= arcos\left(\dfrac{U_1\,V_1 + U_2\,V_2 + U_3\,V_3}
  329. {||\overrightarrow{U}||\cdot||\overrightarrow{V}||}\right)`$**
  330. L'angle est donné en valeur non algébrique et exprimé en radian :
  331. $`\widehat{\overrightarrow{U},\overrightarrow{V}}\in [0, \pi]\quad`$ (rad).
  332. #### Producto vectorial de 2 vectores / Produit vectoriel de 2 vecteurs / Vector product of 2 vectors
  333. Selon http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=102-03-36,
  334. il faudrait mieux utiliser en France la notation $`\vec{U}\times\vec{V}`$ plutôt
  335. que $`\vec{U}\land\vec{V}`$.
  336. On le fait pour le cours en français, ou alors on garde notre notation en expliquant
  337. notre différence avec la notation anglosaxonne ?
  338. ##### Representación en el espacio euclidiano / Représentation dans l'espace euclidien / Representation in Euclidean space.
  339. * [ES] .<br>
  340. [FR] Le produit vectoriel de deux vecteurs $`\vec{U}`$ et $`\vec{V}`$ non nuls et non
  341. colinéaires de l'espace, noté $`\vec{U}\land\vec{V}`$ est un vecteur $`\vec{W}`$ :<br>
  342. \- de norme $`||\overrightarrow{W}||=||\overrightarrow{U}|\cdot||\overrightarrow{V}|\cdot sin(\widehat{\overrightarrow{U},\overrightarrow{V}})`$<br>
  343. (l'angle est donné en valeur non algébrique et exprimé en radian : $`\widehat{\overrightarrow{U},\overrightarrow{V}}\in [0, \pi]\;`$ (rad) ).<br>
  344. \- de direction perpendiculaire au plan définit par les deux vecteurs $`\vec{U}`$ et $`\vec{V}`$
  345. : $`\overrightarrow{W}\perp\overrightarrow{U}`$ et $`\overrightarrow{W}\perp\overrightarrow{V}`$<br>
  346. \- de sens donné par la règle de la main droite : si le sens du premier vecteur $`\vec{U}`$
  347. est indiqué par le pouce, le sens du deuxième vecteur $`\vec{V}`$ par l'index, alors le sens du
  348. produit vectoriel $`\vec{W}=\vec{U}\land\vec{V}`$ est donné par le majeur.<br>
  349. [EN] .
  350. * [ES] .<br>
  351. [FR] La norme $`||\vec{U}\land\vec{V}||`$ du produit vectoriel de deux vecteurs $`\vec{U}`$ et $`\vec{V}`$ a pour valeur numérique
  352. l'aire du parallélogramme engendré par les deux vecteurs $`\vec{U}`$ et $`\vec{V}`$.<br>
  353. [EN] .
  354. * [ES] .<br>
  355. [FR] On note que, du fait de l'utilisation une fois (ou d'un nombre impair de fois) d'une (même) règle d'orientation
  356. de l'espace dans sa définition, le produit vectoriel est anti-commutatif :<br>
  357. $`\overrightarrow{U}\land\overrightarrow{V}=\,-\,\overrightarrow{V}\land\overrightarrow{U}`$.<br>
  358. [EN]
  359. * [ES] .<br>
  360. [FR] Le produit vectoriel est distributif par rapport à l'addition de deux vecteurs :<br>
  361. $`\overrightarrow{U}\land\,(\overrightarrow{V}+\overrightarrow{W})=
  362. \overrightarrow{U}\land\overrightarrow{V}+\overrightarrow{U}\land\overrightarrow{W}`$.<br>
  363. [EN]
  364. ##### En relation avec les symétries ...
  365. Le produit scalaire de deux vecteurs vraies (ou polaires) est un vecteur axial (ou pseudo vecteur)...
  366. ##### Pour un chemin sur les 4 niveaux ...
  367. Scalaire = tenseur de rang 0, vecteur = tenseur de rang 1, tenseurs de rang 2, 3, 4 ...
  368. tenseur polaires et tenseurs axiaux ...
  369. Physique classique :<br>
  370. grandeurs physique : rang 0 polaire : température,...
  371. grandeurs physique : rang 1 polaire : position, vitesse, accélération, force, champ électrique...<br>
  372. grandeurs physique : rang 1 axial : moment d'un force, vitesse angulaire, champ magnétique...<br>
  373. grandeurs physique : rang 2 polaire : contrainte, déformation, ...<br>
  374. propriété physique : rang 1 polaire : effet pyroélectrique, ...<br>
  375. propriété physique : rang 2 polaire : dilatation themique, ...<br>
  376. propriété physique : rang 3 polaire : effet piézoélectrique, ...<br>
  377. propriété physique : rang 4 polaire : élasticité, rigidité, ...<br>
  378. Physique relativiste :<br>
  379. tenseur de courbure, tenseur énergie-impulsion, ...
  380. ##### Componentes de un producto vectorial en base ortonormal / Composantes d'un produit vectoriel dans une base orthonormée / Components of a vector product in an orthonormal basis
  381. $`(\vec{e_1},\vec{e_2},...,\vec{e_n})`$ est une base orthonormée
  382. $`\displaystyle\quad\forall \overrightarrow{U}\in\mathcal{P}\quad \overrightarrow{U}=\sum_{i=1}^n\;U_i\cdot\vec{e_i}`$
  383. $`\displaystyle\quad\forall \overrightarrow{V}\in\mathcal{P}\quad \overrightarrow{V}=\sum_{i=1}^n\;V_i\cdot\vec{e_i}`$
  384. * [FR] For the expression of a vector $`\vec{U}`$ in the base $`(\vec{e_1},\vec{e_2},...,\vec{e_n})`$,
  385. we shouldn't we use (http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=102-03-04) : <br>
  386. $`\overrightarrow{U}=\begin{pmatrix}U_1\\U_2\\U_3\end{pmatrix}`$ or $`\overrightarrow{U}=\begin{bmatrix}U_1\\U_2\\U_3\end{bmatrix}`$
  387. instead of $`\overrightarrow{U}=\left|\begin{array}{l}U_1\\U_2\\U_3\end{array}\right.`$ as we do at INSA ?
  388. * [ES] <br>
  389. [FR] méthode des produits en croix :<br>
  390. $`\forall\overrightarrow{U}=\begin{pmatrix}U_1\\U_2\\U_3\end{pmatrix}`$
  391. $`\quad\forall\overrightarrow{V}=\begin{pmatrix}U_1\\U_2\\U_3\end{pmatrix}`$
  392. $`\quad\vec{U}\land\vec{V}=\begin{pmatrix}U_1\\U_2\\U_3\end{pmatrix}\;\land\;\begin{pmatrix}V_1\\V_2\\V_3\end{pmatrix}`$
  393. $`\quad\begin{pmatrix}U_2 V_3 - U3 V2\\U_3 V_1 - U_1 V_3\\U_1 V_2 - U_2 V_1\end{pmatrix}`$
  394. method similar to the sum used to obtain the determinant of a matrix :
  395. $`\vec{U}\land\vec{V}=\begin{vmatrix}\vec{e_1} vec{e_2} vec{e_3}\\U_1 U_2 U_3\\V_1 V_2 V_3\end{vmatrix}`$
  396. #### Produit mixte de 3 vecteurs
  397. ##### Produit mixte de 2 vecteurs dans une base quelconque
  398. ##### Produit mixte de 2 vecteurs dans une base orthonormée
  399. #### Dérivée d’un vecteur par rapport au temps