Понятие суммы векторов, введенное для двух слагаемых векторов, можно обобщить на случай любого конечного числа слагаемых векторов.
Пусть, например, заданы три вектора ,
,
(рис. 9.10, а).
Выберем на плоскости точку , затем параллельным переносом вектора
перенесем его так, чтобы точка О стала началом этого вектора. Построим вначале сумму векторов
. Для этого параллельным переносом вектор
перенесем так, чтобы его начало совпало с концом вектора
(на рис. 9.10, б это точка А).
Тогда, если
,
то
.
Прибавив к полученной сумме вектор
, получим вектор
. Имеем
(рис. 9.10, в):
;
.
Порядок геометрического сложения векторов может быть произвольным. Из рис. 9.9, г видно, что тот же вектор можно получить, если вначале сложить векторы
, затем к полученной сумме геометрически прибавить вектор
. Таким образом,
,
т. е. сумма векторов обладает сочетательным свойством. Поэтому сумму трех векторов ,
,
записывают просто:
.
Пример 9.6. Вычислить сумму трех векторов ,
,
, приложенных в точку О, если
,
,
. Направления векторов показаны на рис. 9.11, а.
Решение. Из произвольной точки О проводим прямую, параллельную линии действия вектора , и откладываем отрезок вдоль этой линии, равный модулю первого вектора
Далее, через конец вектора
проводим прямую, параллельную линии действия вектора
(угол между линиями действия векторов
и
равен
), и откладываем отрезок, равный модулю второго вектора
; через конец вектора
проводим прямую, параллельную линии действия вектора
(угол между линиями действия векторов
и
равен
), и откладываем
отрезок, равный модулю третьего вектора
. Вектор
, равный сумме векторов
+
+
, соединяет точку О (точка приложения первого вектора) с концом вектора
(рис. 9.11, б). Измеряем линейкой модуль вектора
.
Совместим начало декартовой системы координат с точкой
, ось
совместим с линией действия вектора
(рис. 9.11, в), измерим транспортиром угол между положительным направлением оси
и вектором
.
В результате измерений получим величину модуля вектора и его направление относительно горизонтальной оси
Пример 9.7. Вычислить сумму трех векторов
,
,
, если
,
. Направления векторов показаны на рис. 9.12, а.
Решение. Выберем декартову систему координат . Из точки О проводим прямую, параллельную линии действия вектора
, и откладываем отрезок вдоль этой линии, равный
(параллельный перенос). Далее, через конец вектора
проводим прямую, параллельную линии действия вектора
(угол между линиями действия векторов
и
равен
), и откладываем отрезок, равный
; через конец вектора
проводим прямую, параллельную линии действия вектора
(угол между линиями действия векторов
и
равен
), и откладываем отрезок, равный
. Вектор
, равный сумме векторов
+
+
, соединяет точку О (точка приложения первого вектора) с концом вектора
(рис. 2.12, б). Измеряем линейкой модуль вектора
:
.
Измерим транспортиром угол между положительным направлением оси и вектором
:
.
В результате измерений получим величину модуля вектора и его направление относительно горизонтальной оси
Пример 9.8. Вычислить сумму трех векторов ,
,
, если
,
. Направления векторов показаны на рис. 9.13, а.
Решение. Совместим начало системы координат
с началом вектора
, рис. 9.13, б. Откладываем по оси
отрезок, равный
(модуль первой силы),
рис. 9.13, б. Далее, через конец вектора проводим прямую, параллельную линии действия вектора
(угол между линиями действия векторов
и
равен
), откладываем отрезок, равный 1 (модуль второй силы). Через конец вектора
проводим прямую, параллельную линии действия вектора
(угол между линиями действия векторов
и
равен
), откладываем отрезок, равный 2 (модуль третьей силы).
Получили, что конец вектора совпал с началом вектора
, следовательно, сумма векторов
+
+
. В этом случае векторный треугольник называется замкнутым (рис. 9.13, б).
Проверим полученный результат, используя теорему синусов:
.