Zwei Vektoren sind gleich, wenn sie denselben Betrag und dieselbe Richtung besitzen. Im Diagramm dürfen ihre Pfeile an verschiedenen Stellen liegen. Diese Gleichheit vergleicht die Vektoren selbst. Bei einer Kraft kann der Angriffspunkt trotzdem die Drehwirkung verändern, obwohl der Kraftvektor gleich bleibt.
Gleiche und entgegengesetzte Vektoren
Die Vektoren a und b sind gleich: Sie sind parallel, gleichgerichtet und gleich lang. Der Vektor −a zeigt in die entgegengesetzte Richtung.
In der Darstellung liegen a und b auf verschiedenen Geraden. Als Vektoren sind sie gleich, weil Betrag und Richtung übereinstimmen. Das Verschieben eines Pfeils lässt beide Eigenschaften unverändert.
Die freie Verschiebung eines abstrakten Vektors in einer Zeichnung bedeutet nicht, dass jeder physikalische Angriffspunkt austauschbar ist. Eine Kraft kann an einem anderen Punkt ein anderes Drehmoment erzeugen.
Der Gegenvektor zu a wird als −a geschrieben. Er hat denselben Betrag wie a, zeigt aber in die entgegengesetzte Richtung.
∣−a∣=∣a∣
a+(−a)=0
Eine Kraft von 12 N nach rechts und eine Kraft von 12 N nach links bilden zum Beispiel ein Paar entgegengesetzter Vektoren. Wirken beide entlang derselben Geraden auf denselben Körper, ist ihre Resultierende der Nullvektor.
Für den Vektor im Modell nehmen wir a=(4,2,0). Multipliziere jede Komponente mit demselben Skalar. Ein negativer Skalar kehrt die Vorzeichen der Komponenten um. Der Betrag des Ergebnisses bleibt nicht negativ.
−3a=(−3⋅4,−3⋅2,−3⋅0)=(−12,−6,0)
∣−3a∣=(−12)2+(−6)2=180=65
Der ursprüngliche Betrag ist 42+22=25. Der neue Betrag 65 ist genau dreimal so groß, passend zum Faktor ∣−3∣=3.
Der Nullvektor wird als 0 geschrieben. Sein Betrag ist 0, und seine Richtung ist nicht definiert, weil Fußpunkt und Spitze zusammenfallen.
Ein Nullvektor entsteht häufig, wenn sich Vektoren gegenseitig aufheben. Ziehen zum Beispiel zwei Schüler mit gleich großen Kräften in entgegengesetzte Richtungen an einer Kiste, ergibt sich bei exakt gleicher Wirkungslinie keine resultierende Kraft nach rechts oder links.
F1+F2=0
Im Gleichgewicht kann ein Körper in Ruhe bleiben, obwohl mehrere Kräfte auf ihn wirken, weil ihre Resultierende null ist.