Поток векторного поля через поверхность.
По определению
.
Каждое слагаемое суммы
(*)
может быть истолковано механически следующим образом: это произведение равно объему цилиндра с основанием ,и высотой . Если вектор F есть скорость жидкости, протекающей через поверхность а, то произведение (*) равно количеству жидкости, протекающей через площадку ; за единицу времени в направлении вектора (Рис. 3). Выражение дает общее количество жидкости, протекающей в единицу времени через поверхность в положительном направлении, если под вектором F подразумевать вектор скорости течения жидкости в данной точке. Поэтому поверхностный интеграл называется потоком векторного поля F через поверхность . Из определения поверхностного интеграла следует, что если поверхность разбить на части , , ..., , то
Выразим единичный вектор я через его проекции на оси координат: .
Подставляя в интеграл выражения векторов F и n через их проекции, получим:
Произведение есть проекция площадки на плоскость Оху; аналогичное утверждение справедливо и для произведений:
где , , проекции площадки на соответствующие координатные плоскости.
На основании этого интеграл записывают также в другой форме:
Пример. Найти поток векторного поля через часть плоскости ограниченную координатными плоскостями (нормаль к плоскости образует острый угол с осью Oz). Решение. Проекцией данной поверхности на координатную плоскость Оху является треугольник с вершинами в точках А(0;0), В(0;1), С(½; 0). Найдем координаты единичной нормали к плоскости:
Вычислим соответствующий поверхностный интеграл:
Заключение
В данной работе была рассмотрена дискретная теория поля. Вначале было введено понятие поверхностного интеграла. Поверхностный интеграл первого рода от функции f(M) = f(x, y, z) по поверхности S обозначается
.
Поверхностный интеграл второго рода общего вида:
Далее рассматриваются свойства поверхностного интеграла первого рода. Поверхностный интеграл первого типа сводиться к обыкновенному двойному. Рассмотрены примеры вычисления поверхностных интегралов. Рассмотрен механический смысл интеграла, откуда следует, что поверхностный интеграл есть поток векторного поля F через поверхность . Приведен пример вычисления потока векторного поля через часть плоскости.
Список литературы
1. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления. М.: "Наука", 1976. – 544 с. 2. Титаренко В.И., Выск Н.Д. Кратные, криволинейные и поверхностные интегралы. Теория поля. М.: МАТИ, 2006. – 410 с. 3. Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. Т. 3. М.: "Наука", 1969. – 656 с. 4. http://matclub.ru/lec3/lec42.htm 5. http://ftoe.ru/list8/du43.htm
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (207)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |