1. Векторный момент относительно точки. Пусть = — некоторый связанный или скользящий вектор и пусть С — некоторая точка. Векторным моментом вектора относительно точки С называют вектор , приложенный к точке С и определяемый следующими условиями: длина вектора численно равна произведению длины вектора и перпендикуляра h, опущенного из точки С на прямую, содержащую вектор ; вектор перпендикулярен к плоскости CAB и направлен в такую сторону, чтобы векторы , составляли левую систему.
Точка С называется центром (или полюсом) момента.
Легко видеть, что момент вектора относительно данной точки не изменится, если переместить этот вектор вдоль прямой, содержащей его. Наоборот, если перемещать эту прямую, то момент будет изменяться, так как при этом будет изменяться либо величина h, либо направление , либо и то, и другое вместе. Вот почему понятие момента применяют только к скользящим или связанным векторам, но не к свободным, которые можно произвольно перемещать (не изменяя направления).
Предлагается доказать, что =
2. Предлагается доказать: Mомент равнодействующей нескольких векторов, приложенных к данной точке А, равен сумме моментов составляющих («обобщенная теорема Вариньона»).
О размерности. В приложениях математики часто рассматриваются величины, изображаемые векторами: силы, скорости, моменты сил и т. д. Векторам, изображающим такие величины, приписывается размерность. Не вдаваясь в существо дела, мы ограничимся изложением формальных правил действий с размерностями. С формальной точки зрения размерность — это одночлен, составленный из какого-то набора символов. Такие одночлены перемножаются и делятся по обычным правилам действий над одночленами. Имеют место следующие правила действий с размерностями:
Складывать векторные величины можно только в том случае, когда их размерности совпадают. При этом размерность суммы та же, что и у слагаемых.
При умножении векторной величины на скалярную их размерности перемножаются.
Модуль векторной величины имеет ту же размерность, что и сама величина.
Скалярное и векторное произведение имеют размерность, равную произведению размерностей сомножителей. Это легко следует из их определений и предыдущего правила.
Для того чтобы изобразить векторную величину на чертеже, мы должны условиться о масштабе: сколькими единицами длины мы будем изображать одну единицу данной размерности (например, км, м/сек, И).
Если в векторном произведении сомножители имеют размерность длины, то произведение имеет размерность площади. Масштаб для изображения единиц площади выбирается так, чтобы одна единица площади изображалась одной линейной единицей. При этом длина векторного произведения будет численно равна площади параллелограмма, построенного на сомножителях.
Поскольку единица длины у нас выбрана раз навсегда и не меняется, указанное соглашение ни к каким противоречиям привести не может. Однако оно не так безобидно, как может показаться. Именно, два математика пользующиеся этим соглашением, но разными единицами длины (например, француз, пользующийся сантиметрами, и англичанин — дюймами), для одних и тех же векторов нарисуют несовпадающие векторные произведения.