المتجهان المتعامدان هما متجهان تبلغ الزاوية بينهما \(90^\circ\)، كأن يتحرك شخص شرقًا ثم شمالًا. عند وضعهما من الذيل إلى الرأس يكوّنان ضلعي مثلث قائم الزاوية وترُه المحصلة \(\vec R\)، فنحسب مقدارها بنظرية فيثاغورس واتجاهها بالظل.
Perpendicular vectors make a \(90^\circ\) angle, as when someone walks east and then north. Placed head to tail they form the two legs of a right triangle whose hypotenuse is the resultant \(\vec R\), so Pythagoras gives its magnitude and the tangent gives its direction.
\[R=\sqrt{A^{2}+B^{2}}\]
\[\theta=\tan^{-1}\!\left(\frac{B}{A}\right)\]
\(\theta\) هي الزاوية بين المحصلة والمتجه \(A\) (المتجه الأفقي). ويُعبَّر عن الاتجاه بالشرق أو الغرب أو الشمال أو الجنوب مع الزاوية، مثل «\(53^\circ\) جنوب الغرب».
\(\theta\) is the angle between the resultant and the vector \(A\) (the horizontal one). Direction is stated with the compass points and the angle, such as “\(53^\circ\) south of west”.
المتجه \(A\) شرقًا و\(B\) شمالًا. غيّر المقدارين ولاحظ المحصلة \(R\) ووتر المثلث القائم والزاوية \(\theta\).
The vector \(A\) points east and \(B\) north. Change the two magnitudes and watch the resultant \(R\), the hypotenuse of the right triangle, and the angle \(\theta\).
تحرك أحمد نحو الغرب مسافة \(60\ \mathrm m\) ثم غيّر اتجاهه وتحرك \(80\ \mathrm m\) نحو الجنوب. أوجد مقدار محصلة الإزاحتين واتجاهها.
Ahmed moved \(60\ \mathrm m\) west, then changed direction and moved \(80\ \mathrm m\) south. Find the magnitude and direction of the resultant displacement.
أحمد يتحرك \(60\ \mathrm m\) غربًا ثم \(80\ \mathrm m\) جنوبًا.
Ahmed walks \(60\ \mathrm m\) west then \(80\ \mathrm m\) south.
تحرك أحمد \(60\ \mathrm m\) غربًا ثم \(80\ \mathrm m\) جنوبًا. المحصلة تعادل:
Ahmed moved \(60\ \mathrm m\) west then \(80\ \mathrm m\) south. The resultant equals:
في حساب القوى على الجسور تكون القوى الأفقية والرأسية متعامدة، فتُحسب القوة المحصلة من \(R=\sqrt{F_{h}^2+F_{v}^2}\). وكذلك الطيار الذي يطير بسرعة \(V_{plane}\) وتهب رياح جانبية عمودية عليه بسرعة \(V_{wind}\) تكون سرعته المحصلة \(\sqrt{V_{plane}^2+V_{wind}^2}\).
In calculating forces on bridges the horizontal and vertical forces are perpendicular, so the resultant force is \(R=\sqrt{F_h^2+F_v^2}\). Likewise an aircraft flying at \(V_{plane}\) in a perpendicular crosswind \(V_{wind}\) has the resultant speed \(\sqrt{V_{plane}^2+V_{wind}^2}\).
متجه أفقي \(3\ \mathrm N\) ومتجه رأسي \(4\ \mathrm N\). أوجد المحصلة واتجاهها.
A horizontal vector of \(3\ \mathrm N\) and a vertical vector of \(4\ \mathrm N\). Find the resultant and its direction.
إذا كانت الزاوية بين المتجهين \(\theta\) (وهما خارجان من نقطة واحدة) فإن المحصلة هي قطر متوازي الأضلاع المنشأ عليهما، ويحسب مقدارها بقانون جيب التمام. ولاحظ أن الإشارة موجبة \(+2AB\cos\theta\) لأن \(\theta\) هنا الزاوية بين المتجهين لا زاوية المثلث؛ فالمتجهان في اتجاه واحد (\(\theta=0\)) يعطيان أكبر محصلة \(A+B\).
If the angle between the two vectors, drawn from one point, is \(\theta\), the resultant is the diagonal of the parallelogram built on them and its magnitude comes from the law of cosines. Note the plus sign \(+2AB\cos\theta\): here \(\theta\) is the angle between the vectors, not the triangle angle, so vectors in the same direction (\(\theta=0\)) give the largest resultant \(A+B\).
\[R^{2}=A^{2}+B^{2}+2AB\cos\theta\]
\[\tan\varphi=\frac{B\sin\theta}{A+B\cos\theta}\]
\(\varphi\) هي الزاوية بين المحصلة والمتجه \(A\). عندما \(\theta=90^\circ\) نعود إلى فيثاغورس، وعندما \(\theta=180^\circ\) تكون \(R=|A-B|\).
\(\varphi\) is the angle between the resultant and \(A\). When \(\theta=90^\circ\) we return to Pythagoras, and when \(\theta=180^\circ\) we get \(R=|A-B|\).
غيّر المقدارين والزاوية \(\varphi\) بين المتجهين (ذيل مع ذيل) وراقب المحصلة (قطر متوازي الأضلاع) واتجاهها.
Change the two magnitudes and the angle \(\varphi\) between the vectors (tail to tail) and watch the resultant (the diagonal of the parallelogram) and its direction.
تؤثر قوة \(50\ \mathrm N\) بزاوية \(60^\circ\) على قوة أخرى \(30\ \mathrm N\). أوجد مقدار المحصلة واتجاهها.
A force of \(50\ \mathrm N\) acts at \(60^\circ\) to another force of \(30\ \mathrm N\). Find the magnitude and direction of the resultant.
متجهان \(5\) و\(5\) والزاوية بينهما \(60^\circ\). مقدار المحصلة:
Two vectors \(5\) and \(5\) with \(60^\circ\) between them. The magnitude of the resultant:
المتجه في بعدين يُكتب \(\vec A=A_x\hat i+A_y\hat j\) حيث \(\hat i\) و\(\hat j\) متجها وحدة في اتجاهي المحورين \(x\) و\(y\) (مقدار كل منهما 1)، و\(A_x\) المركبة الأفقية و\(A_y\) المركبة الرأسية. وإذا عُلم المقدار والزاوية \(\theta\) مع المحور الأفقي:
A vector in two dimensions is written \(\vec A=A_x\hat i+A_y\hat j\) where \(\hat i\) and \(\hat j\) are unit vectors (magnitude 1) along the \(x\) and \(y\) axes, \(A_x\) being the horizontal and \(A_y\) the vertical component. If the magnitude and the angle \(\theta\) with the horizontal are known:
\[A_x=|A|\cos\theta,\qquad A_y=|A|\sin\theta\]
\[|A|=\sqrt{A_x^2+A_y^2},\qquad \theta=\tan^{-1}\frac{A_y}{A_x}\]
متجه قوة \(50\ \mathrm N\) يصنع زاوية \(30^\circ\) مع المحور الأفقي. أوجد مركبتيه.
A force vector of \(50\ \mathrm N\) makes \(30^\circ\) with the horizontal axis. Find its components.
لجمع متجهين نجمع المركبات المتناظرة: الأفقية مع الأفقية والرأسية مع الرأسية، وهذه أسهل طريقة لجمع أي عدد من المتجهات.
To add two vectors we add the corresponding components: horizontal with horizontal and vertical with vertical. This is the easiest way to add any number of vectors.
\[\vec R=\vec A+\vec B=(A_x+B_x)\,\hat i+(A_y+B_y)\,\hat j\]
إذا كان \(\vec A=3\hat i+4\hat j\) و\(\vec B=2\hat i-5\hat j\) فأوجد \(\vec R=\vec A+\vec B\) ومقدارها واتجاهها.
If \(\vec A=3\hat i+4\hat j\) and \(\vec B=2\hat i-5\hat j\), find \(\vec R=\vec A+\vec B\), its magnitude and direction.
المتجه في الفضاء يحتاج ثلاث مركبات: \(\vec A=A_x\hat i+A_y\hat j+A_z\hat k\) حيث \(\hat k\) متجه الوحدة على المحور \(z\). ويعمل الجمع والطرح بالطريقة نفسها مركّبةً مركّبة، ومقداره \(|A|=\sqrt{A_x^2+A_y^2+A_z^2}\).
A vector in space needs three components: \(\vec A=A_x\hat i+A_y\hat j+A_z\hat k\) where \(\hat k\) is the unit vector on the \(z\) axis. Addition and subtraction work the same way component by component, and its magnitude is \(|A|=\sqrt{A_x^2+A_y^2+A_z^2}\).
\[\vec A+\vec B=(A_x+B_x)\hat i+(A_y+B_y)\hat j+(A_z+B_z)\hat k\]
\[\vec A-\vec B=(A_x-B_x)\hat i+(A_y-B_y)\hat j+(A_z-B_z)\hat k\]
اختر مركبات \(A\) و\(B\) بالمنزلقات وبدّل بين الجمع والطرح، وراقب المحصلة مركّبةً مركّبة. اجعل \(z=0\) لتعود إلى بعدين.
Choose the components of \(A\) and \(B\) with the sliders and switch between addition and subtraction; watch the result component by component. Set \(z=0\) to return to two dimensions.
إذا كان \(\vec A=2\hat i+3\hat j-\hat k\) و\(\vec B=\hat i-2\hat j+4\hat k\) فأوجد \(\vec A+\vec B\) و\(\vec A-\vec B\).
If \(\vec A=2\hat i+3\hat j-\hat k\) and \(\vec B=\hat i-2\hat j+4\hat k\), find \(\vec A+\vec B\) and \(\vec A-\vec B\).
الضرب القياسي لمتجهين عملية ناتجها عدد لا اتجاه له. هندسيًا هو مقدار أحد المتجهين مضروبًا في مسقط الآخر عليه، ويفيد في إيجاد الزاوية بين متجهين وفي تعريف الشغل \(W=\vec F\cdot\vec d\).
The scalar product of two vectors is an operation whose result is a number with no direction. Geometrically it is the magnitude of one vector times the projection of the other on it. It is used to find the angle between vectors and to define work \(W=\vec F\cdot\vec d\).
\[\vec A\cdot\vec B=|A||B|\cos\theta\]
\[\vec A\cdot\vec B=A_xB_x+A_yB_y+A_zB_z\]
\(\hat i\cdot\hat i=\hat j\cdot\hat j=\hat k\cdot\hat k=1\) و\(\hat i\cdot\hat j=\hat j\cdot\hat k=\hat k\cdot\hat i=0\). ومن الصيغتين: \(\cos\theta=\dfrac{\vec A\cdot\vec B}{|A||B|}\).
\(\hat i\cdot\hat i=\hat j\cdot\hat j=\hat k\cdot\hat k=1\) and \(\hat i\cdot\hat j=\hat j\cdot\hat k=\hat k\cdot\hat i=0\). From the two forms: \(\cos\theta=\dfrac{\vec A\cdot\vec B}{|A||B|}\).
غيّر المقدارين والزاوية بينهما وراقب ناتج الضرب القياسي ومسقط \(B\) على \(A\) وإشارة الناتج.
Change the two magnitudes and the angle between them and watch the dot product, the projection of \(B\) on \(A\), and the sign of the result.
إذا كان \(\vec A=3\hat i-5\hat j+2\hat k\) و\(\vec B=7\hat i+\hat j-4\hat k\) فأوجد \(\vec A\cdot\vec B\) والزاوية بينهما.
If \(\vec A=3\hat i-5\hat j+2\hat k\) and \(\vec B=7\hat i+\hat j-4\hat k\), find \(\vec A\cdot\vec B\) and the angle between them.
أي من التالية يعطي ضربًا قياسيًا يساوي صفرًا؟
Which pair has a zero dot product?
الضرب الاتجاهي لمتجهين ناتجه متجه جديد عمودي على المستوي الذي يحويهما، واتجاهه بقاعدة اليد اليمنى: حرّك أصابعك من \(\vec A\) نحو \(\vec B\) فيشير الإبهام إلى اتجاه \(\vec A\times\vec B\). ومقداره يساوي مساحة متوازي الأضلاع المنشأ على المتجهين.
The vector product of two vectors is a new vector perpendicular to the plane containing them, with its direction given by the right-hand rule: curl your fingers from \(\vec A\) toward \(\vec B\) and your thumb points along \(\vec A\times\vec B\). Its magnitude equals the area of the parallelogram built on the two vectors.
\[|\vec A\times\vec B|=|A||B|\sin\theta\]
\[\vec A\times\vec B=\begin{vmatrix}\hat i&\hat j&\hat k\\A_x&A_y&A_z\\B_x&B_y&B_z\end{vmatrix}=(A_yB_z-A_zB_y)\hat i-(A_xB_z-A_zB_x)\hat j+(A_xB_y-A_yB_x)\hat k\]
\(\hat i\times\hat j=\hat k\) و\(\hat j\times\hat k=\hat i\) و\(\hat k\times\hat i=\hat j\)، وبعكس الترتيب تتغير الإشارة.
\(\hat i\times\hat j=\hat k\), \(\hat j\times\hat k=\hat i\), \(\hat k\times\hat i=\hat j\); reversing the order flips the sign.
غيّر المقدارين والزاوية وراقب مساحة متوازي الأضلاع (مقدار الناتج) واتجاهه عموديًا على الصفحة، وبدّل الترتيب لترى انعكاس الاتجاه.
Change the magnitudes and the angle and watch the parallelogram area (the magnitude of the result) and its direction perpendicular to the page; swap the order to see the direction flip.
إذا كان \(\vec A=2\hat i+\hat j-3\hat k\) و\(\vec B=4\hat i-\hat j+5\hat k\) فأوجد \(\vec A\times\vec B\).
If \(\vec A=2\hat i+\hat j-3\hat k\) and \(\vec B=4\hat i-\hat j+5\hat k\), find \(\vec A\times\vec B\).
إذا كان \(\vec A\times\vec B=\vec C\) فإن \(\vec B\times\vec A\) يساوي:
If \(\vec A\times\vec B=\vec C\) then \(\vec B\times\vec A\) equals:
| الضرب القياسيDot product | الضرب الاتجاهيCross product |
|---|---|
| الشغل \(W=\vec F\cdot\vec d\)Work \(W=\vec F\cdot\vec d\) | عزم الدوران \(\vec\tau=\vec r\times\vec F\)Torque \(\vec\tau=\vec r\times\vec F\) |
| الإضاءة في الرسوميات: الزاوية بين الضوء والسطحLighting in graphics: angle between light and surface | القوة المغناطيسية \(\vec F=q\,\vec v\times\vec B\)Magnetic force \(\vec F=q\,\vec v\times\vec B\) |
| اتجاه الحركة بالنسبة لاتجاه الريحDirection of motion relative to the wind | الزخم الزاوي \(\vec L=\vec r\times\vec p\) والمساحات والحجومAngular momentum \(\vec L=\vec r\times\vec p\), areas and volumes |
| الخاصيةProperty | الضرب القياسيDot product | الضرب الاتجاهيCross product |
|---|---|---|
| ناتج العمليةResult | عدد قياسيa scalar | متجهa vector |
| الاتجاهDirection | لا يوجدnone | عمودي على المستويperpendicular to the plane |
| التبادليةCommutativity | \(A\cdot B=B\cdot A\)\(A\cdot B=B\cdot A\) | \(A\times B=-B\times A\)\(A\times B=-B\times A\) |
| يساوي صفرًا عندماEquals zero when | المتجهان متعامدانthe vectors are perpendicular | المتجهان متوازيانthe vectors are parallel |
مسائل عشوائية بأرقام مختلفة. احسب واكتب الجواب ثم اضغط «تحقّق».
Random problems with different numbers. Work it out, enter the answer and press “Check”.
| القاعدةRule | العلاقةRelation |
|---|---|
| متجهان متعامدانPerpendicular vectors | \(R=\sqrt{A^2+B^2},\ \theta=\tan^{-1}(B/A)\)\(R=\sqrt{A^2+B^2},\ \theta=\tan^{-1}(B/A)\) |
| جيب التمامLaw of cosines | \(R^2=A^2+B^2+2AB\cos\theta\)\(R^2=A^2+B^2+2AB\cos\theta\) |
| الاتجاهDirection | \(\tan\varphi=B\sin\theta/(A+B\cos\theta)\)\(\tan\varphi=B\sin\theta/(A+B\cos\theta)\) |
| المركبتانComponents | \(A_x=A\cos\theta,\ A_y=A\sin\theta\)\(A_x=A\cos\theta,\ A_y=A\sin\theta\) |
| الجمع/الطرحAdd/subtract | \(\vec A\pm\vec B=(A_x\pm B_x)\hat i+\dots\)\(\vec A\pm\vec B=(A_x\pm B_x)\hat i+\dots\) |
| القياسيDot | \(AB\cos\theta=A_xB_x+A_yB_y+A_zB_z\)\(AB\cos\theta=A_xB_x+A_yB_y+A_zB_z\) |
| الاتجاهيCross | \(|A\times B|=AB\sin\theta\)\(|A\times B|=AB\sin\theta\) |
أنهِ الدرس بالاختبار التفاعلي التالي؛ أسئلته تجمع بين الفهم والحساب وتغطي جميع أقسام الدرس.
Finish with the interactive exam below; its questions mix understanding with calculation and cover every section of the lesson.
20 سؤالاً - الكميات المتجهة والقياسية، فيثاغورس، قانون جيب التمام، تحليل المتجهات والمحصلة بالمركبات 20 Questions - vector and scalar quantities, Pythagoras, the law of cosines, resolving vectors and the resultant by components
اضغط «تشغيل» لتعمل المحاكاة هنا داخل الدرس؛ ويمكن للطالب الرجوع إليها لتجربة الفكرة بطريقة أخرى.
Press “Run” to run the simulation right here inside the lesson; the student can use it to try the idea in another way.



