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Como calcular vetor unitário em VB.NET - VB.NET para Física e Engenharia

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Um vetor unitário ou versor num espaço vetorial normado é um vetor (mais comumente um vetor espacial) cujo comprimento ou magnitude é 1. Em geral um vetor unitário é representado por um "circunflexo", assim: i^.

O vetor normalizado u^ de um vetor não zero u→ é o vetor unitário codirecional com u→.

O termo vetor normalizado é algumas vezes utilizado simplesmente como sinônimo para vetor unitário. Dessa forma, o vetor unitário de um vetor u→ possui a mesma direção e sentido, mas magnitude 1. Por magnitude entendemos o módulo, a norma ou comprimento do vetor.

Então, vejamos a fórmula para a obtenção do vetor unitário:

u^=v→|v→|

Note que nós temos que dividir as componentes do vetor pelo seu módulo de forma a obter o seu vetor unitário. Por essa razão o vetor nulo não possui vetor unitário, pois o seu módulo é zero, e, como sabemos, uma divisão por zero não é possível.

Veja agora o código VB.NET que pede as coordenadas x e y de um vetor 2D ou R2 e retorna o seu vetor unitário:

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Imports System
 
Module Program
  Sub Main(args As String())
    ' vamos ler os valores x e y
    Console.Write("Informe o valor de x: ")
    Dim x = Double.Parse(Console.ReadLine())
    Console.Write("Informe o valor de y: ")
    Dim y = Double.Parse(Console.ReadLine())
 
    ' o primeiro passo é calcular a norma do vetor
    Dim norma = Math.Sqrt(Math.Pow(x, 2) + Math.Pow(y, 2))
 
    ' agora obtemos as componentes x e y do vetor unitário
    Dim u_x = x / norma
    Dim u_y = y / norma
 
    ' mostra o resultado
    Console.WriteLine("O vetor unitário é: (x = " &
      u_x & "; y = " & u_y)
 
    Console.WriteLine(vbCrLf & "Pressione qualquer tecla para sair...")
    ' pausa o programa
    Console.ReadKey()
  End Sub
End Module

Ao executar este código VB.NET nós teremos o seguinte resultado:

Informe o valor de x: -4
Informe o valor de y: 6
O vetor unitário é: (x = -0.5547001962252291; y = 0.8320502943378437

Veja agora uma modificação deste código para retornarmos o vetor unitário de um vetor 3D ou R3, ou seja, um vetor no espaço:

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Imports System
 
Module Program
  Sub Main(args As String())
    ' vamos ler os valores x, y e z
    Console.Write("Informe o valor de x: ")
    Dim x = Double.Parse(Console.ReadLine())
    Console.Write("Informe o valor de y: ")
    Dim y = Double.Parse(Console.ReadLine())
    Console.Write("Informe o valor de z: ")
    Dim z = Double.Parse(Console.ReadLine())
 
    ' o primeiro passo é calcular a norma do vetor
    Dim norma = Math.Sqrt(Math.Pow(x, 2) + Math.Pow(y, 2) +
      Math.Pow(z, 2))
 
    ' agora obtemos as componentes x, y e z do vetor unitário
    Dim u_x = x / norma
    Dim u_y = y / norma
    Dim u_z = z / norma
 
    ' mostra o resultado
    Console.WriteLine("O vetor unitário é: (x = " &
      u_x & "; y = " & u_y & "; z = " & u_z)
 
    Console.WriteLine(vbCrLf & "Pressione qualquer tecla para sair...")
    ' pausa o programa
    Console.ReadKey()
  End Sub
End Module

Ao executarmos este novo código nós teremos o seguinte resultado:

Informe o valor de x: 3
Informe o valor de y: 7
Informe o valor de z: 5
O vetor unitário é: (x = 0.329292779969071; y = 0.7683498199278324; z = 0.5488212999484517
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