Физические приложения криволинейных интегралов
Работа поля
Работа при перемещении тела в силовом поле
вдоль кривой C выражается через криволинейный интеграл второго рода
где
− сила, действующая на тело,
− единичный касательный вектор (рисунок 1). Обозначение
означает скалярное произведение векторов
и
. Заметим, что силовое поле
не обязательно является причиной движения тела. Тело может двигаться под действием другой силы. В таком случае работа силы
иногда может оказаться отрицательной. Если векторное поля задано в координатной форме в виде
то работа поля вычисляется по формуле
В частном случае, когда тело двигается вдоль плоской кривой C в плоскости Oxy, справедлива формула
где
. Если траектория движения C определена через параметр t (t часто означает время), то формула для вычисления работы принимает вид
где t изменяется в интервале от α до β. Если векторное поле
потенциально, то работа по перемещению тела из точки A в точку B выражается формулой
где
− потенциал поля. Градиент скалярного поля
Рис.1 Рис.2