Некоторые приложения тройных интегралов
Если подынтегральная функция f (x, y, z) º 1, то тройной интеграл от нее по области V равен мере области интегрирования — объему пространственного тела, занимающего область V:
.
Если
– это плотность неоднородного материала (т.е. масса единицы объема), из которого изготовлено тело, то при помощи тройного интеграла можно вычислить массу тела, его статические моменты относительно координатных плоскостей и другие величины. Например, формула для вычисления массы тела имеет вид:
. (12)
Криволинейный интеграл II рода (по координатам)
Общий вид криволинейного интеграла II рода (по координатам):
,
где BC — это дуга пространственной линии от точки B до точки C с указанным на ней направлением, P (x, y, z), Q (x, y, z), R (x, y, z) — некоторые функции, заданные во всех точках дуги BC.
В двумерном случае:
, где BC
xOy.
Если P (x, y), Q (x, y) — проекции на оси Ox и Oy вектора переменной силы
, то
А =
(13)
– это работа силы
при перемещении точки ее приложения вдоль участка дуги BC.
Пусть кривая BC задана параметрически:
причем функции x (t) и y (t) — непрерывны и дифференцируемы по t, а tB, tC — значения параметра для начала и конца кривой (в точках B и C). Тогда
и вычисление криволинейного интеграла сводится к вычислению определенного интеграла по переменной t:
.
Вспомним теперь теорему Стокса:
, где
- непрерывно дифференцируемые функции,
- кусочно гладкая поверхность,
- ее край, причем направление обхода
относительно выбраной стороны
является положительным.
Получим определение
без использования системы координат. Пусть
- точка,
- плоскость, в которой лежит окружность
радиуса
с центром в
. Тогда
по теореме о среднем ввиду непрерывности подынтегральной функции. Здесь точка
близка к
. По теореме Стокса,
или
.
Ввиду произвольности выбора плоскости, получаем проекцию
на произвольную ось
. Это определяет и сам вектор.
16.Соленоидальное поле. Векторная трубка в соленоидальном поле
Определение.
- соленоидальное поле, если
.
Векторная линия обладает тем свойством, что в любой ее точке вектор касательной к линии совпадает с
.
| На главную сайта Dvoika.net |