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El Cálculo Vectorial tiene como objetivo principal, estudiar los principales conceptos y métodos del Cálculo Diferencial e Integral de varias variables, así como sus significados geométrico y físico. Por todo lo anterior, esta experiencia educativa juega un papel importante en la formación matemática de un Licenciado en Ciencias Atmosféricas, ya que éste debe tener bases para atender problemas aplicados al medio ambiente, con una actitud de respeto, tolerancia, cooperación y puntualidad.
El Cálculo Vectorial tiene como objetivo principal, estudiar los principales conceptos y métodos del Cálculo Diferencial e Integral de varias variables, así como sus significados geométrico y físico.
El cálculo vectorial, análisis vectorial o cálculo multivariable es un campo de las matemáticas referidas al análisis real multivariable de vectores en 2 o más dimensiones. Es un enfoque de la geometría diferencial como conjunto de fórmulas y técnicas para solucionar problemas muy útiles para la ingeniería y la física.
El cálculo vectorial en ingeniería mecatrónica. Dentro de la ingeniería mecatrónica, está incluida una de las ramas de la ingeniería mecánica. El cálculo vectorial se usa mucho en problemas de dinámica y cinemática de mecanismos.
El cálculo vectorial se fundamenta en cuatro operaciones básicas: Gradiente: calcula el índice y la dirección del cambio en un campo escalar; el gradiente de un campo escalar es un campo vectorial.
En análisis vectorial también se estudian las operaciones que se pueden realizar con vectores, desde la suma y diferencia de vectores, pasando por el producto punto y producto cruz, cada una de estas operaciones será mejor desarrollarlas en su respectivo apartado y tienes los contenidos más adelante. Veamos:
El cálculo vectorial también es muy utilizado en el cálculo de estructuras de edificios y de máquinas. Como nos podemos dar cuenta el cálculo vectorial es fundamental para laingeniería industrial pero especialmente en la rama de ingeniería mecánica.
La importancia del estudio del Cálculo Vectorial radica principalmente en que en diversas aplicaciones de la ingeniería, la concurrencia de variables espaciales y temporales, hace necesario el análisis de fenómenos naturales cuyos modelos utilizan funciones vectoriales o escalares de varias variables.
Curvas planas, ecuaciones paramétricas y coordenadas polares. Ecuaciones paramétricas de algunas curvas planas y su representación gráfica. Derivada de una curva en forma paramétrica. Tangentes a una curva.
El cálculo vectorial o de varias variables fue posible gracias a muchos, ya sea desde sus inicios con Newton y Leibniz, aunque el estudio de los vectores se origina con la invención de los cuaterniones de Hamilton, quien junto a otros los desarrollaron como herramienta matemática para la exploración del espacio físico.
Los vectores en la ingeniería industrial sirven para resolver problemas de estática (de composición de fuerzas, por ejemplo, las fuerzas que actúan sobre un puente o un edificio o las fuerzas que actúan sobre los piñones de una rueda dentada, etc.
Dentro de la ingeniería mecánica, el cálculo vectorial se usa mucho en problemas de dinámica y cinemática de mecanismos. Es decir, para analizar el movimiento, velocidades, aceleraciones, etc. de cada uno de los elementos que forman cualquier mecanismo (desde la suspensión de un automóvil hasta el brazo de un robot).
El cálculo multivariable nos permite la interpretación y solución de un número indeterminado de situaciones problemas de otras disciplinas que exigen el tratamiento de funciones de varias variables (posición de un cuerpo en el espacio, variación de la temperatura en un punto del espacio, gradiente de un potencial,
Podemos definir el cálculo vectorial como un método de análisis de vectores en dos o más dimensiones y un cuerpo de fórmulas empleadas para la resolución de problemas en ingeniería y física.
Los vectores son objetos matemáticos que tienen módulo, dirección y sentido. Se puede representar gráficamente a cualquier vector mediante una flecha (Figura 2). La longitud de la flecha es proporcional al módulo del vector. Es un número que indica cuántas veces cabe la unidad u en la longitud.
Clases de vectores
El cálculo integral, encuadrado en el cálculo infinitesimal, es una rama de las matemáticas en el proceso de integración o antiderivación. Es muy común en la ingeniería y en la ciencia; se utiliza principalmente para el cálculo de áreas y volúmenes de regiones y sólidos de revolución.
En matemática y física, un vector es un ente matemático como la recta o el plano. Un vector se representa mediante un segmento de recta, orientado dentro del espacio euclidiano tridimensional. El vector tiene 3 elementos: módulo, dirección y sentido.
El teorema fue descubierto originariamente por Joseph Louis Lagrange en 1762, e independientemente por Carl Friedrich Gauss en 1813, pero fue publicado hasta 1835 como un caso particular del Teorema de Stokes para el cálculo vectorial.