Смекни!
smekni.com

Вычисление интеграла по поверхности (стр. 2 из 2)

Следовательно

Вычисление интеграла по поверхности.

1.


Аналогично

Пример 1.

Найти поток вектора

через часть поверхности параболоида

в направлении внутренней нормали.

-проектируется на
с двух сторон и
образует с осью Ох углы
(острый и тупой )

Аналогично

Пример 2. Вычислить

, где
-сфера
, нормаль
внешняя.

Пример 3. Найти поток вектора

через часть сферы
в направлении внешней нормали

Пример 4.

Пример 5.

Теорема Остроградского-Гаусса.

Дивергенция.


-поток вектора через поверхность
в направлении
за единицу времени есть разность между количеством жидкости вытекающей из области
и количеством жидкости втекающей в область
.

1.

. Следовательно из области
жидкости вытекает столько же сколько втекает.

2.

жидкости или газа вытекает больше, внутри
существует источник
.

3.

жидкости или газа втекает больше чем вытекает , внутри
существует сток.

Чтобы оценить мощность источников и стоков внутри

нам необходима теорема Остроградского-Гаусса.

Если

-непрерывна вместе с частными производными в области
то:


Поток изнутри

равен суммарной мощности источников и стоков в области

за единицу времени.

Величина потока вектора через замкнутую поверхность

:

является глобальной характеристикой векторного поля в области
и очень приблизительно позволяет судить о наличии источников и стоков в области
.

· Поток представляет собой избыток жидкости протекающей в сторону положительной нормали

, а не абсолютное количество жидкости прошедшей через
независимо от направления течения. В связи с этим удобно ввести локальную характеристику распределения стоков и источников. Такой характеристикой является дивергенция (плотность потока в точке):

Дивергенция:

Определение:

-
стягивается в точку.

Определение: Дивергенцией векторного поля

в точке
называется предел отношения потока векторного поля через поверхность
к объему
, ограниченному этой поверхностью, при условии что поверхность
стягивается в точке
.

Дивергенция характеризует отнесенную к единице объема мощность потока векторного поля

исходящего из точки
, т.е. мощность источника и стока
находящегося в точке
.

- средняя объемная мощность потока
.

-существует источник в точке
.

- существует сток в точке

Теорема 2.

Доказательство:

ч.т.д.

Пример 1.

. Найти поток вектора
через всю поверхность тела
,
в направлении внешней нормали.

Решение:

1.

2.


Литература

1. Ефимов А.В. Математический анализ (специальные разделы). – М. Высшая школа, 1980

2. Ильин В.А., Садовничий В.А., Сендов Б.Х. Математический анализ, I,II ч. М. Издательство МГУ, 1987

3. Шилов Г.Е. Математический анализ функции нескольких вещественных переменных. ч. 1 – 2, М., Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1972.

4. Сборник задач по математике для втузов. Специальные разделы математического анализа I,II ч. М. Наука 1981.