home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Simtel MSDOS 1992 September / Simtel20_Sept92.cdr / msdos / calcultr / vecalc12.arc / VECALC.DOC next >
Text File  |  1989-01-16  |  37KB  |  1,280 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.                                                                   │
  5.                                            ┌────DRCS Bldg.──┐     │
  6.                                            │⌐¬⌐¬⌐¬⌐¬⌐¬⌐¬⌐¬⌐¬│     │
  7.                                            │≡≡≡≡≡≡≡≡≡≡≡≡≡≡≡≡│  ╔╦╦╬╦╗
  8.                                            │ΓΓΓΓΓΓΓ░░ΓΓΓΓΓΓΓ│  ╟╫╫╫╫╢  │
  9.                                            │ΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓ│  ╟╫╫╫╫╢ ┌╨┐
  10.     ╔╦╦╦╦╦╦╦╦╦╗                            │ΓΓΓ░░ΓΓΓΓΓΓ░░ΓΓΓ│  ╟╫╫╫╫╢┌╧═╧┐   _
  11.     ╠╬╬╬╬╬╬╬╬╬╣                            │ΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓ│  ╟╫╫╫╫╢│###│  _▒_
  12.     ╠╬╬╬╬╬╬╬╬╬╣                            │ΓΓΓΓ╒ ΓΓΓΓΓΓΓ░░Γ│  ╟╫╫╫╫╢│###│__▒▒▒
  13.     ╠╬╬╬╬╬╬╬╬╬╣                            │ΓΓΓ╓╬╖ΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓ│  ╟╫╫╫╫╢│###│░░▒▒▒
  14.     ╠╬╬╬╬╬╬╬╬╬╣                            │ΓΓ╓╩╩╩╖ΓΓΓΓΓΓΓΓΓ│  ╟╫╫╫╫╢│###│░░▒▒▒
  15.     ╠╬╬╬╬╬╬╬╬╬╣      Detroit Skyline       │Γ╓╬╬╬╬╬╖ΓΓΓΓΓΓ█▀█▀█▀█▀█▀█▀█##│░████
  16.     ╠╬╬╬╬╬╬╬╬╬╣                            │Γ║πππππ║ΓΓΓΓΓΓ║■▄■▄■▄■▄■▄■║##│░▌▌▌▌
  17. ▒▒  ╠╬╬╬╬╬╬╬╬╬╣ ░▒▒░                       │Γ║║║║║║║ΓΓΓΓΓ╓╫╥╥╥╥╥╖■▄■▄■║##│░█▐▐▐
  18. ▒▒▒ ╠╬╬╬╓╖╬╬╬╬╣░▒▓▓▒░        ╓╖          ░▄│╓╬╬╬╬╬╬╬ΓΓΓΓΓ╠╬╬╬╬╬╬╣■▄■▄■║##│░▌▌▌▌
  19. ▒▓▒▓╠▄░╓║║╖▒▒░║▒▓▓▓▓▒░______╓║║╖____▄░░ ▓░░│║πππππππΓΓ▐██├┼┼┼┼┼┼┤■▄■▄■║##│░█▐▐▐
  20. ▓▓▀   ╔║║║║╗   ───   . ,   ╔║║║║╗          │╬╬╬╬╬╬╬╬ΓΓ▐▐▐├┼┼┼┼┼┼┤■▄■▄■║▓▓▓░▌▌▌▌
  21. ▓   ╓║║║║║║║║╖    ─      ╓║║║║║║║║╖        ║ππππππππΓΓ▐▐▐├┼┼┼┼┼┼┤■▄■▄■║▓▓▓░█▐▐▐
  22. ╓╔║║║║║║║║║║║║║║╗╗╖╥╓╔╔║║║║║║║║║║║║║║╗     ║║║║║║║║║ΓΓ▐▐▐├┼┼┼┼┼┼┤■▄■▄■║▓▓▓░▌▌▌▌
  23. ▀▀▀▀▀▀▀▀║║▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀║║▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀██▄▄▄▄▄ΓΓ▐▐▐├┼┼┼┼┼┼┤■▄■▄■║▓▓▓▄████
  24.   ~──   ║║    ─────          ║║  ──             ▀▀▀███▐▐▐├┼┼┼┼┼┼┤▄███████▀▀▀▀
  25.         ╙╜           .    ── ╙╜                      ▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄        ───
  26.  
  27.                       DRCS-VeCalc Version 1.11
  28.                       Copyright (c) Dan Rubis 1989
  29.                       Dan Rubis Creative Systems
  30.                       21719 Harper Ave.
  31.                       P. O. Box 402
  32.                       St. Clair Shores, MI 48080-0402
  33.                       (313) 343-0073 (Voice)  CIS 76505,125
  34.  
  35.  
  36.  
  37.  
  38.  
  39.  
  40.  
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.  
  46.  
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53.  
  54.  
  55.  
  56.  
  57.  
  58.  
  59.  
  60.  
  61.  
  62.  
  63.  
  64.  
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69.  
  70. DRCS-VeCalc                                                      i
  71.  
  72.  
  73.                  
  74.                  
  75.                                  TABLE OF CONTENTS
  76.                                                      
  77.                                                
  78.             COPYRIGHT NOTICE....................................... ii
  79.   
  80.             DISCLAIMER............................................. ii
  81.   
  82.             LICENSE AGREEMENT..................................... iii
  83.   
  84.             REGISTRATION AND ORDERING INFORMATION.................. vi
  85.   
  86.             ORDER FORM.............................................  v
  87.   
  88.             PREFACE TO VERSION 1.11...............................  vi
  89.   
  90.             1. INTRODUCTION.......................................   1
  91.   
  92.                  1.1 VeCalc Description...........................   1
  93.                  1.2 System Requirements..........................   1
  94.                  1.3 VeCalc Files.................................   1
  95.   
  96.             2. STARTING VECALC....................................   2
  97.   
  98.                  2.1 Starting a VeCalc Session....................   2
  99.   
  100.             3. VECALC USES........................................   4
  101.   
  102.                  3.1 Three dimensional analysis...................   4
  103.                  3.2 Graphic uses.................................  10
  104.                  
  105.             7. APPENDIX A -Product Support........................  11
  106.   
  107.             8. APPENDIX B -Acknowledgements.......................  12
  108.  
  109.  
  110.  
  111.  
  112.  
  113.  
  114.  
  115.  
  116.  
  117.  
  118.  
  119.  
  120.  
  121.  
  122.  
  123.  
  124.  
  125.  
  126.  
  127.  
  128.  
  129.  
  130.  
  131.  
  132.  
  133.  
  134.  
  135.  
  136. DRCS-VeCalc                                                          ii
  137.  
  138.  
  139.   
  140.                                      Copyright
  141.   
  142.             DRCS-VeCalc is Copyrighted (c) 1989 by Dan Rubis.
  143.             
  144.             This document is Copyright (c) 1989 by Dan Rubis Creative 
  145.             Systems.
  146.   
  147.             No part of DRCS-VeCalc or this document may be reproduced,
  148.             stored in  a retrieval system, or transmitted in any form or
  149.             by  any   means,   electronic,   mechanical,   photocopying,
  150.             recording or  otherwise   except as  in accordance  with the
  151.             Licensing Agreement  below, or  without  the  prior  written
  152.             consent of Dan Rubis C.S.
  153.   
  154.   
  155.                                      Disclaimer
  156.   
  157.             DRCS-VeCalc  and  all accompanying  written   materials
  158.             (including  instructions  for  use)  are  supplied  "AS  IS"
  159.             without warranty  of  any  kind.  Dan Rubis  C.S.  does  not
  160.             warrant, guarantee or make any representations regarding the
  161.             use, or  the results  of use,  of DRCS-VeCalc or the written
  162.             materials in  terms of  correctness, accuracy,  reliability,
  163.             currentness,  or  otherwise.  Dan Rubis  C.S.  will  not  be
  164.             responsible for  any  direct,  indirect,  consequential,  or
  165.             incidental damages  (including damages  for loss of business
  166.             profits,   business    interruption,   loss    of   business
  167.             information, and  the  like)  arising  out  of  the  use  or
  168.             inability to use DRCS-VeCalc even if Dan Rubis C.S. has been
  169.             advised of the possibility of such damages.
  170.                  
  171.  
  172.  
  173.  
  174.  
  175.  
  176.  
  177.  
  178.  
  179.  
  180.  
  181.  
  182.  
  183.  
  184.  
  185.  
  186.  
  187.  
  188.  
  189.  
  190.  
  191.  
  192.  
  193.  
  194.  
  195.  
  196.  
  197.  
  198.  
  199.  
  200.  
  201.  
  202. DRCS-VeCalc                                                        iii
  203.  
  204.  
  205.   
  206.                                  License Agreement
  207.   
  208.                  DRCS-VeCalc is Copyrighted (c) 1989 by Dan Rubis C.S..
  209.                  
  210.                  DRCS-VeCalc is  not, and  has never  been public domain or
  211.             free software.
  212.                  
  213.                  DRCS-VeCalc is  distributed under  the Shareware  concept.
  214.             Non-registered users  of  DRCS-VeCalc  are  granted  a  limited
  215.             license to  use DRCS-VeCalc  for a  trial period  in  order  to
  216.             determine whether  DRCS-VeCalc  suits  their  needs.  Under  no
  217.             circumstances can  an un-registered  version of  DRCS-VeCalc be
  218.             used by  a business,  organization, or  institution  of  any
  219.             kind.
  220.                  All users  are granted  a limited license to distribute
  221.             shareware versions  of DRCS-VeCalc  subject  to  the  following
  222.             restrictions:
  223.                  
  224.                       - DRCS-VeCalc  is  distributed  in  unmodified  form,
  225.                         along with  all program,  documentation, and any
  226.                         other files present in the original package.
  227.                       - DRCS-VeCalc is not bundled with any other product.
  228.                       - No distribution fee is charged.
  229.   
  230.                  Registered users  may receive  upgrades from Dan Rubis
  231.             C.S. from  time to  time. Registered  copies are NEITHER free
  232.             software nor  shareware. Users  are granted unlimited use of
  233.             registered copies  of  DRCS-VeCalc  subject  to  the  following
  234.             restrictions:
  235.                       - DRCS-VeCalc  may be  installed  on  more  than  one
  236.                         computer at  a time, so long as only ONE version
  237.                         is run at one time.
  238.                       
  239.                       -  Users   are  not   free  to  copy,  modify,  or
  240.                         redistribute registered  copies of  DRCS-VeCalc  IN
  241.                         ANY WAY whatsoever.
  242.                  
  243.                  Bulletin Board  Services are  free to post DRCS-VeCalc for
  244.             downloading to  prospective users,  providing that no fee is
  245.             charged for  such downloading,  aside from  possible connect
  246.             charges.
  247.                  Any other  groups, companies, or organizations who wish
  248.             to distribute  DRCS-VeCalc must  obtain prior  written approval
  249.             from Dan Rubis C.S..
  250.   
  251.   
  252.  
  253.  
  254.  
  255.  
  256.  
  257.  
  258.  
  259.  
  260.  
  261.  
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268. DRCS-VeCalc                                                         iv
  269.  
  270.  
  271.   
  272.                        Registration and Ordering Information
  273.        
  274.                  Registering DRCS-VeCalc  will entitle you to continued use
  275.             of DRCS-VeCalc  beyond the  trial period.  Furthermore, it will
  276.             entitle you  to receive,  free of charge, the latest upgrade
  277.             to DRCS-VeCalc,  as well  as technical  support.               
  278.                  To register  your copy  of DRCS-VeCalc, fill out the order
  279.             form on the following page, and send it, along with a check 
  280.             or money order for $10 
  281.                  
  282.                       Dan Rubis Creative Systems
  283.                       21719 Harper Ave.
  284.                       P. O. Box 402
  285.                       St. Clair Shores, MI 48080-0402
  286.                       21719 Harper Ave.
  287.                  
  288.                  Distribution is not permitted outside of North America.
  289.                                       
  290.                  Corporate users  and other  institutions should inquire
  291.             at the above address regarding charges for site licensing of
  292.             DRCS-VeCalc.
  293.                  Note that  continued use  of an  unregistered copy is a
  294.             violation of  the licensing  agreement.  Support  Shareware-
  295.             register your copy today!
  296.  
  297.  
  298.  
  299.  
  300.  
  301.                                                                             
  302.                                                                         
  303.                                                                          
  304.                                                                      
  305.                  
  306.  
  307.  
  308.  
  309.  
  310.  
  311.  
  312.  
  313.  
  314.  
  315.  
  316.  
  317.  
  318.  
  319.  
  320.  
  321.  
  322.  
  323.  
  324.  
  325.  
  326.  
  327.  
  328.  
  329.  
  330.  
  331.  
  332.  
  333.  
  334. DRCS-VeCalc                                                          v
  335.  
  336.  
  337.                  
  338.                                      Order Form
  339.   
  340.   
  341.   DRCS-VeCalc version 1.11
  342.   ------------------------------------------------------------
  343.   
  344.   DRCS-VeCalc 1.11 registration       ____ @ $10 U.S. ____
  345.   
  346.  
  347.  
  348.   
  349.   
  350.   NAME_______________________________________________________
  351.   
  352.   Company____________________________________________________
  353.   
  354.   ADDRESS____________________________________________________
  355.   
  356.          ____________________________________________________
  357.   
  358.          ____________________________________________________
  359.   
  360.   PHONE  ____________________ Business ______________________
  361.   
  362.   
  363.   Where did you obtain DRCS-VeCalc?
  364.   
  365.        ______________________________________________________
  366.   
  367.   Comments/Suggestion?
  368.   
  369.        ______________________________________________________
  370.   
  371.        ______________________________________________________
  372.   
  373.        ______________________________________________________
  374.        
  375.        ______________________________________________________
  376.   
  377.  
  378.  
  379.  
  380.  
  381.  
  382.  
  383.  
  384.  
  385.  
  386.  
  387.  
  388.  
  389.  
  390.  
  391.  
  392.  
  393.  
  394.  
  395.  
  396.  
  397.  
  398.  
  399.  
  400. DRCS-VeCalc                                                          vi
  401.  
  402.  
  403.   
  404.                               PREFACE TO VERSION 1.11
  405.       
  406.       DRCS-VeCalc was invented out of need for doing a quick vector 
  407.       calculation while working on engineering and computer graphics 
  408.       problems.  The vectors calculated by DRCS-VeCalc are three 
  409.       dimensional.  To perform a simple cross-product of two vectors, 
  410.       six multiplications and three subtractions are required.  Using 
  411.       a hand calculator for a calculation like this is tedious and 
  412.       error prone.  This program has been found to be a very handy 
  413.       tool for small calculations and "what if situations".  Take for 
  414.       instance the angle between two vectors.  A two dimension 
  415.       problem can be easily calculated using trigonometry, but a 
  416.       three dimensional space problem is a an exercise beyond 
  417.       comparison.
  418.       
  419.       A memory resident version (TSR) would be even more useful, 
  420.       because it could be popped-up over any program that needed a 
  421.       quick vector calculation.  A TSR version is being developed and 
  422.       will be available to registered DRCS-VeCalc users for free when 
  423.       available.
  424.       
  425.  
  426.             
  427.             
  428.             
  429.             
  430.             
  431.             
  432.             
  433.             
  434.             
  435.             
  436.             
  437.             
  438.             
  439.             
  440.             
  441.             
  442.             
  443.             
  444.             
  445.             
  446.             
  447.             
  448.             
  449.             
  450.             
  451.             
  452.             
  453.             
  454.             
  455.             
  456.             
  457.             
  458.             
  459.             
  460.             
  461.             
  462.             
  463.             
  464.             
  465.             
  466. DRCS-VeCalc                                                           1
  467.  
  468.  
  469.  
  470.  
  471.  
  472.                                   1. INTRODUCTION
  473.   
  474.             1.1 DRCS-VeCalc Description
  475.   
  476.             DRCS-VeCalc is a vector calculator.  It is like a four 
  477.             function calculator for vectors.  What is a vector?  The 
  478.             use of the word vector in this context is to mean a single 
  479.             dimension array with three elements of floating point 
  480.             numbers.  
  481.       
  482.             Vectors are used to represent a quantity that has both 
  483.             magnitude and direction.  Two of the most common 
  484.             applications are in engineering to represent forces and 
  485.             accelerations, and in geometric modeling and computer 
  486.             graphics.
  487.   
  488.             1.2 System Requirements
  489.   
  490.                  DRCS-VeCalc 1.11 requires an 8080, 80286 or 80386 
  491.             based computer running IBM or Microsoft DOS 3.x.  
  492.             A color monitor is desirable.
  493.             
  494.             1.3 DRCS-VeCalc Files
  495.   
  496.                  The  DRCS-VeCalc   distribution  diskette   contains   the
  497.             following files:
  498.                       - VECALC.DOC      -program documentation
  499.                       - VECALC.EXE      -executable code for DRCS-VeCalc
  500.                       - README.1ST      -latest changes if any
  501.  
  502.  
  503.  
  504.  
  505.  
  506.  
  507.  
  508.  
  509.  
  510.  
  511.  
  512.  
  513.  
  514.  
  515.  
  516.  
  517.  
  518.  
  519.  
  520.  
  521.  
  522.  
  523.  
  524.  
  525.  
  526.  
  527.  
  528.  
  529.  
  530.  
  531.  
  532. DRCS-VeCalc                                                          2
  533.  
  534.  
  535.             
  536.                                   2. STARTING VECALC
  537.   
  538.             2.1 Starting the VeCalc Session
  539.             
  540.             Starting DRCS-VeCalc  is as simple as typing "VECALC" at 
  541.             the DOS command prompt.  When DRCS-VeCalc is run for the 
  542.             first time, a file is created to hold the values for 
  543.             vectors A, B, X, and S.  There after, the program reads 
  544.             this file for default values for the vectors.  In effect, 
  545.             old values are "remembered".
  546.                              
  547.                       - VEC.DAT      -vector data
  548.                       
  549.             You will  be presented  with screen with a window of 
  550.             vector calculation selections.  Choose one by moving the 
  551.             highlight up or down with the arrow keys.  Select function 
  552.             by pressing the enter key.
  553.             
  554.             At the top of the next the screen the title of the 
  555.             function you are using will be displayed:
  556.                   
  557.                   ■ Quit
  558.                   ■ Vector addition calculation
  559.                   ■ Vector subtraction calculation
  560.                   ■ Vector dot product calculation
  561.                   ■ Vector cross product calculation
  562.                   ■ Unit vector and magnitude calculation
  563.                   ■ Angle between two vectors in radians calculation
  564.                   ■ Three vector swapping functions
  565.                   ■ Stack vector roll down function
  566.  
  567.                        ╔════════════════════════════════════╗
  568.                        ║  The Ctrl-Break keyboard function  ║
  569.                        ║  is disabled.  Select Quit from    ║
  570.                        ║  menu to end program.              ║
  571.                        ╚════════════════════════════════════╝
  572.  
  573.             and an output window showing the previous values of 
  574.             vectors A, B, X, and S will be display to the right.  To 
  575.             the left of the ? mark is the OLD value and to the right 
  576.             will be a blinking cursor waiting for a NEW value or a 
  577.             "return" to accept the OLD value as the new input.
  578.                         
  579.             Some of the functions produce output that is a vector 
  580.             itself, and some produce a scalar.  The vector outputs are 
  581.             stored in Vector X and scalar values in Stack S[0].  After 
  582.             each execution of a function that produces a scalar as 
  583.             output, it will be save in stack position S[0].  
  584.             Therefore, unless you Roll Down the stack, the old value 
  585.             will be lost.  With successive combinations of Roll Downs of 
  586.             the Stack and scalar producing vector functions, one can 
  587.             build up a required vector in the stack for a subsequent 
  588.             vector function.
  589.  
  590.  
  591.  
  592.  
  593.  
  594.  
  595.  
  596.  
  597.  
  598. DRCS-VeCalc                                                          3
  599.             
  600.             For instance, let us say want to build a vector containing 
  601.             the magnitudes from three dot-products and then cross that 
  602.             with the unit vector of a known vector that you may want 
  603.             to enter in by hand.  You would stack your three dot 
  604.             products in the stack, making sure that you rolled it down 
  605.             each time and the you would select the cross product of 
  606.             two vectors, enter your unit vector and you answer would 
  607.             be calculated and stored in vector X.
  608.             
  609.             A mixed-triple product, which gives you the moment of a 
  610.             force about an axis can also be calculated using 
  611.             DRCS-VeCalc.  The procedure for that is left to the user.  
  612.             See the VeCalc uses Section 3.
  613.             
  614.   
  615.  
  616.  
  617.  
  618.  
  619.  
  620.  
  621.  
  622.  
  623.  
  624.  
  625.  
  626.  
  627.  
  628.  
  629.  
  630.  
  631.  
  632.  
  633.  
  634.  
  635.  
  636.  
  637.  
  638.  
  639.  
  640.  
  641.  
  642.  
  643.  
  644.  
  645.  
  646.  
  647.  
  648.  
  649.  
  650.  
  651.  
  652.  
  653.  
  654.  
  655.  
  656.  
  657.  
  658.  
  659.  
  660.  
  661.  
  662.  
  663.  
  664. DRCS-VeCalc                                                          4
  665.  
  666.                           3. VECALC USES
  667.  
  668.  
  669.       
  670.       ENGINEERING
  671.       
  672.         3.1     3-D Analysis.
  673.  
  674.           General Equations and Principles.
  675.  
  676.           1) Scalar product.
  677.                   The scalar product of two vectors P and Q is defined as
  678.              the product of the magnitudes of P and Q and of the cosine
  679.              of the angle φ formed by P an Q (Fig. 3.19).  The scalar
  680.  
  681.                                 Q
  682.                                 │
  683.                                 │
  684.                                 │ ── φ
  685.                                 │    │
  686.                                 └────────────P
  687.                                 Figure 3.19
  688.  
  689.  
  690.  
  691.              product of P and Q is denoted by P∙Q.  Therefore
  692.  
  693.                                     P∙Q = PQ cos φ
  694.  
  695.              Note that this expression is not a vector, but a scalar,
  696.              which explains the name scalar product; because of the
  697.              notation used, P∙Q is also referred to as the dot product of
  698.              the vectors P and Q.
  699.  
  700.                   Some important applications for the scalar product are
  701.              finding the angle between two vectors and projecting a
  702.              vector on an axis.  In the particular case when the vector
  703.              selected along OL is the unit vector i (Fig. 3.23)
  704.                                 
  705.                                 y          
  706.                                 │       L
  707.                                 │      ∙
  708.                                 │     Q      P
  709.                                 │    ∙     ∙
  710.                                 │   ∙ φ  ∙
  711.                                 │  ∙   ∙ 
  712.                                 │ i  ∙  
  713.                                 │∙∙    
  714.                                O└───────────────────x
  715.                                ∙ Figure 3.23
  716.                               ∙  
  717.                              ∙
  718.                             ∙
  719.                            z
  720.  
  721.              we write
  722.                                     POL = PQ cos φ
  723.                                         or
  724.                                      POL = P ∙ i
  725.  
  726.  
  727.  
  728.  
  729.  
  730. DRCS-VeCalc                                                          5
  731.  
  732.  
  733.  
  734.               
  735.           2) Vector product (Moment of a force about a point).
  736.                   The vector product of two vectors P and Q is defined as
  737.              the vector V which satisfies the following conditions:
  738.  
  739.  
  740.                   1. The line of action of V is perpendicular to the
  741.                   plane containing P and Q (Fig. 3.6).
  742.  
  743.                                 V = P X Q   (where X means cross)
  744.                                 │
  745.                                 │     Q
  746.                                 │    ∙
  747.                                 │   ∙
  748.                                 │  ∙
  749.                                 │ ∙
  750.                                 │∙ 
  751.                                  ∙    Θ
  752.                                   ∙ 
  753.                      Figure 3.6    ∙
  754.                                     ∙
  755.                                      ∙
  756.                                       ∙
  757.                                        P
  758.               
  759.                   2. The magnitude of V is the product of the magnitudes
  760.                   of P and Q and of the sine of the angle theta formed by
  761.                   P and Q (the measure of which always be 180 degrees or
  762.                   less); we thus have
  763.  
  764.                              V = PQ sin theta       (3.1)
  765.  
  766.                   3. The sense of V is such that a man located at the tip
  767.                   of V will observe as counterclockwise the the rotation
  768.                   through theta which brings the vector P in line with
  769.                   the vector Q; note that if P and Q do not have a common
  770.                   point of application, they should first be redrawn from
  771.                   the same point. the three vectors P, Q, and V -- taken
  772.                   in that order--are said to form a right-handed triad.
  773.  
  774.  
  775.                   As stated above, the vector V satisfying these three
  776.              conditions (which define it uniquely) is referred to as the
  777.              vector product of P and Q; it is represented by the
  778.              mathematical expression
  779.  
  780.                                       V = P X Q
  781.  
  782.              Because of the "X" notation used, the vector product of two
  783.              vectors P and Q; it is also referred to as the cross product
  784.              of P and Q.
  785.                   It follows from Eq.(3.1) that, when two vectors P and Q
  786.              have either the same direction or opposite directions, their
  787.              vector product is zero.
  788.                   The vector product V can be expressed in the following
  789.              form:
  790.                                      |i     j     k |
  791.                                  V = |Px    Py    Pz|
  792.                                      |Qx    Qy    Qz|
  793.  
  794.              where i, j, and k are unit vectors.
  795.  
  796. DRCS-VeCalc                                                          6
  797.  
  798.  
  799.  
  800.  
  801.                   Moment of a Force about a Point.  Consider a force F
  802.              acting on a rigid body (Fig. 3.12).
  803.  
  804.                                 Mo     
  805.                                 │
  806.                                 │
  807.                                 │                     F
  808.                                 │                   ∙
  809.                                 │                 ∙
  810.                                 │               ∙ 
  811.                                 │             ∙  
  812.                                 │     r     ∙  φ  
  813.                                o└─────────+──────────
  814.                  Figure 3.12            ∙ A
  815.                                   d   ∙
  816.                                     ∙
  817.                                   ∙
  818.  
  819.  
  820.              The force F is represented by a vector which defines its
  821.              magnitude and direction.  However, the effect of the force
  822.              on the rigid body depends also upon its point of application
  823.              A.  The position of A may be conveniently defined by the
  824.              vector r which joins the fixed reference point o with A;
  825.              this vector is known as the position vector of A.  The
  826.              position vector r and the force F define the plane shown in
  827.              Fig. 3.12.
  828.                   The moment of F about o is defined as the vector
  829.              product of r and F:
  830.  
  831.                                       Mo = r X F
  832.  
  833.                   According to the definition of the vector product
  834.              given, the moment Mo must be perpendicular to the plane
  835.              containing o and F; thus, the line of action of Mo represents
  836.              the axis about which the body tends to rotate when attached
  837.              at o and subjected to the force F.
  838.                   The sense of Mo is defined by the sense of the
  839.              rotation which would bring the vector r in line with the
  840.              vector F; but this rotation is the rotation that F tends to
  841.              impart to the body.  Thus the sense of the moment Mo
  842.              characterizes the sense of the rotation that F tends to
  843.              impart to the rigid body; this rotation will be observed as
  844.              counterclockwise by an observer located at the tip of Mo.
  845.              Another way of stating the relationship existing between the
  846.              sense of Mo and the sense of rotation of the rigid body is
  847.              furnished by the right-hand rule.
  848.                   Finally, denoting by φ the angle between the lines of
  849.              action of the position vector r and the force F, we find
  850.              that the magnitude of the moment of F about o is
  851.  
  852.                                   Mo = rF sin φ = Fd
  853.  
  854.              where d represents the perpendicular distance from o to the
  855.              line of action of F.
  856.  
  857.  
  858.  
  859.  
  860.  
  861.  
  862. DRCS-VeCalc                                                          7
  863.  
  864.  
  865.  
  866.  
  867.           3) Mixed triple product of three vectors.
  868.                   The mixed triple product of the three vectors S, P, and
  869.              Q is
  870.  
  871.                                      S ∙ (P X Q)
  872.  
  873.              obtained by forming the scalar product of S with the vector
  874.              product of P and Q.  This expression may be written in a
  875.              more compact form if we observe that it represents the
  876.              expansion of a determinant:
  877.  
  878.                                      | Sx Sy Sz |
  879.                        S ∙ (P X Q) = | Px Py Pz |
  880.                                      | Qx Qy Qz |
  881.  
  882.                               P X Q        
  883.                                 │       S
  884.                                 │      ∙
  885.                                 │     ∙      Q
  886.                                 │    ∙     ∙
  887.                                 │   ∙    ∙
  888.                                 │  ∙   ∙ 
  889.                                 │ ∙  ∙  
  890.                                 │∙∙    
  891.                                 └───────────────────P
  892.                                  Figure 3.24
  893.  
  894.                   The mixed triple product is thus equal, in absolute
  895.              value, to the volume of the parallelepiped having the
  896.              vectors S, P, and Q for sides.
  897.  
  898.  
  899.                                            
  900.                                         S
  901.                                        ∙
  902.                                       ∙      Q
  903.                                      ∙     ∙
  904.                                     ∙    ∙
  905.                                    ∙   ∙ 
  906.                                   ∙  ∙  
  907.                                  ∙∙    
  908.                                 ────────────────────P
  909.                                  Figure 3.25
  910.  
  911.  
  912.             Moment of a Force about a Given Axis.
  913.                   Consider again a force F acting on a rigid body and the
  914.              moment Mo of that force about o (Fig. 3.27).
  915.  
  916.  
  917.  
  918.  
  919.  
  920.  
  921.  
  922.  
  923.  
  924.  
  925.  
  926.  
  927.  
  928. DRCS-VeCalc                                                          8
  929.  
  930.  
  931.  
  932.  
  933.                                 y         L
  934.                                 │        ∙
  935.                   MO            │       ∙
  936.                     ∙           │      ∙              F
  937.                       ∙         │     C             ∙
  938.                         ∙       │    ∙            ∙
  939.                           ∙     │   ∙           ∙ 
  940.                             ∙   │  i          ∙  
  941.                               ∙ │ ∙         ∙  φ  
  942.                                O└─────r───+─────────────x
  943.                  Figure 3.27   ∙          A
  944.                               ∙ 
  945.                              ∙
  946.                             ∙
  947.                            ∙
  948.                           z
  949.             
  950.              Let OL be an axis through O; we define the moment Mol of F
  951.              about OL as the projection OC of the moment Mo on the axis
  952.              OL.  Denoting by i the unit vector along OL, and recalling
  953.              the expressions for obtaining the projection of a vector on
  954.              a given axis and for the moment Mo of a force F, we write
  955.  
  956.                                   Mol = i ∙ (r X F)
  957.  
  958.              which shows that the moment Mol of F about the axis OL is
  959.              the scalar obtained by forming the mixed triple product of
  960.              i, r, and F.  Expressing Mol in the form of a determinant:
  961.  
  962.                                      | ix iy iz |
  963.                                Mol = | x  y  z  |
  964.                                      | Fx Fy Fz |
  965.  
  966.              where ix, iy, iz = direction cosines of axis OL
  967.                       x, y, z = coordinates of point of application of F
  968.                    Fx, Fy, Fz = components of force F
  969.  
  970.              the moment Mol of F about OL measures the tendency of the
  971.              force F to impart to the rigid body a motion of rotation
  972.              about the fixed axis OL.
  973.                   More generally, the moment of a force F applied at A
  974.              about axis which does not pass through the origin is
  975.              obtained by choosing an arbitrary point B on the axis
  976.              (Fig.3.29) and determining the projection on the axis BL of
  977.              the moment Mb of F about B.
  978.  
  979.  
  980.  
  981.  
  982.  
  983.  
  984.  
  985.  
  986.  
  987.  
  988.  
  989.  
  990.  
  991.  
  992.  
  993.  
  994. DRCS-VeCalc                                                          9
  995.  
  996.  
  997.  
  998.  
  999.  
  1000.                             L   y                F
  1001.                                ∙│                ∙
  1002.                                 │∙               ∙
  1003.                                 │  ∙      δ      ∙
  1004.                                 │   B∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙A
  1005.                                 │      ∙       ∙
  1006.                                 │        ∙   ∙
  1007.                                 │         C∙
  1008.                                 │            ∙
  1009.                                O└──────────────+─────────────x
  1010.                  Figure 3.29   ∙
  1011.                               ∙ 
  1012.                              ∙
  1013.                             ∙
  1014.                            ∙
  1015.                           z
  1016.  
  1017.  
  1018.  
  1019.  
  1020.             
  1021.  
  1022.                              Mbl = i ∙ Mb = i ∙ (δr X F)
  1023.  
  1024.              where δr = ra - rb represents the vector joining B and A.
  1025.              Expressing Mbl in the form of a determinant,:
  1026.  
  1027.                                      | ix iy iz |
  1028.                                Mbl = | δx δy δz |
  1029.                                      | Fx Fy Fz |
  1030.  
  1031.              where ix, iy, iz = direction cosines of axis BL
  1032.                    δx = xa -xb, δy = ya - yb, δz = za - zb
  1033.                    Fx, Fy, Fz = components of force F
  1034.  
  1035.  
  1036.   
  1037.  
  1038.  
  1039.  
  1040.  
  1041.  
  1042.  
  1043.  
  1044.  
  1045.  
  1046.  
  1047.  
  1048.  
  1049.  
  1050.  
  1051.  
  1052.  
  1053.  
  1054.  
  1055.  
  1056.  
  1057.  
  1058.  
  1059.  
  1060. DRCS-VeCalc                                                         10
  1061.  
  1062.  
  1063.  
  1064.         3.2     Graphics Uses.
  1065.  
  1066.             As mentioned before in the previous section, VeCalc can be 
  1067.             used to calculate the angle between two vectors in three 
  1068.             dimensional space.  By calculation the sines and cosines 
  1069.             of a desired angle of rotation, like for instance the 
  1070.             rotation of a graphic image on the screen, one can 
  1071.             transform a matrix of image points to be plotted on the 
  1072.             screen.  Admittedly, VeCalc cannot make this calculation 
  1073.             by itself.  It is a useful device for checking some of 
  1074.             your work as you are developing you graphics plotting 
  1075.             function.  A three by three matrix of direction cosines of 
  1076.             the direction vector will be all that is needed to 
  1077.             calculate the need coordinates of the rotated image.  
  1078.  
  1079.             If the is enough interest in DRCS-VeCalc, and its uses in 
  1080.             graphic calculations, another function can be added called 
  1081.             matrix times a vector, which would enable the direct 
  1082.             transformation of a coordinate in rotation, translation, 
  1083.             and shearing.  By adding just one more function called 
  1084.             scalar multiplication of a vector, one can zoom 
  1085.             coordinates, and stretch them.
  1086.             
  1087.             Please let me know if you are interested in this kind of 
  1088.             application.  Unless you take time to contact me, even if 
  1089.             it is by a post card, I will not know.
  1090.  
  1091.  
  1092.  
  1093.  
  1094.  
  1095.  
  1096.  
  1097.  
  1098.  
  1099.  
  1100.  
  1101.  
  1102.  
  1103.  
  1104.  
  1105.  
  1106.  
  1107.  
  1108.  
  1109.  
  1110.  
  1111.  
  1112.  
  1113.  
  1114.  
  1115.  
  1116.  
  1117.  
  1118.  
  1119.  
  1120.  
  1121.  
  1122.  
  1123.  
  1124.  
  1125.  
  1126.  
  1127.  
  1128.  
  1129.  
  1130.  
  1131.  
  1132.  
  1133.  
  1134.  
  1135.  
  1136.  
  1137.  
  1138.  
  1139.  
  1140.  
  1141.  
  1142.  
  1143.  
  1144.  
  1145.  
  1146.  
  1147.  
  1148. DRCS-VeCalc                                                         11
  1149.  
  1150.  
  1151.  
  1152.  
  1153.   
  1154.                           7. Appendix A - Product Support
  1155.   
  1156.             If any  problems should come up that are not covered in
  1157.             the  manuals,   registered  users   may  receive  help  from
  1158.             Dan Rubis C.S.'s Technical Support Division. When sending in
  1159.             a report  of a  problem, please  make sure  to  include  the
  1160.             following information:
  1161.             
  1162.             Computer make:_____________________________________________
  1163.             
  1164.             Computer peripherals:______________________________________
  1165.             
  1166.                       _________________________________________________
  1167.             
  1168.             Operating System:__________________________________________
  1169.             
  1170.             Contents of CONFIG.SYS:____________________________________
  1171.             
  1172.             Nature of problem:_________________________________________
  1173.             
  1174.                       _________________________________________________
  1175.             
  1176.                       _________________________________________________
  1177.             
  1178.                       _________________________________________________
  1179.             
  1180.                       _________________________________________________
  1181.             
  1182.             
  1183.             Is problem reproducible?:__________________________________
  1184.             
  1185.             Other programs running:___________________________________
  1186.             
  1187.             
  1188.             Registered  DRCS-VeCalc   users  who  have  problems  with
  1189.             DRCS-VeCalc  can  receive  technical  help  by  sending  E-mail
  1190.             concerning the  problem to  Dan Rubis on CompuServe (user
  1191.             ID: 76505,125).
  1192.                  
  1193.                  Alternatively, you  may write  to Dan Rubis C.S. at the
  1194.             following address:
  1195.                  
  1196.                       Dan Rubis Creative Systems
  1197.                       ATTN: Technical Support
  1198.                       21719 Harper Ave.
  1199.                       P. O. Box 402
  1200.                       St. Clair Shores, MI 48080-0402
  1201.                       
  1202.                  Finally,  registered  users  may  phone  the  following
  1203.             number:
  1204.                       (313) 343-0073 (Voice)
  1205.                  
  1206.  
  1207.  
  1208.  
  1209.  
  1210.  
  1211.  
  1212.  
  1213.  
  1214. DRCS-VeCalc                                                         12
  1215.  
  1216.  
  1217.  
  1218.                           8. Appendix B - Acknowledgements
  1219.   
  1220.   
  1221.                  Dan Rubis Creative System would like to thank the 
  1222.             unknown creator of the Detroit Skyline on the cover page of 
  1223.             this manual.  Please let me know who you are so I can give 
  1224.             you due credit.  Thanks to Randy for editing this manual and 
  1225.             all of the suggestions and  comments on version 1.0. Many 
  1226.             of the enhancements seen in version 1.11 were the direct 
  1227.             result of user  comments.  Please continue to voice and 
  1228.             opinions or suggestions that would increase the usefulness 
  1229.             of this program to you.
  1230.             
  1231.  
  1232.  
  1233.  
  1234.  
  1235.  
  1236.  
  1237.  
  1238.  
  1239.  
  1240.  
  1241.  
  1242.  
  1243.  
  1244.  
  1245.  
  1246.  
  1247.  
  1248.  
  1249.  
  1250.  
  1251.  
  1252.  
  1253.  
  1254.  
  1255.  
  1256.  
  1257.  
  1258.  
  1259.  
  1260.  
  1261.  
  1262.  
  1263.  
  1264.  
  1265.  
  1266.  
  1267.  
  1268.  
  1269.  
  1270.  
  1271.  
  1272.  
  1273.  
  1274.  
  1275.  
  1276.  
  1277.  
  1278.  
  1279.  
  1280.