Xreferat.com » Рефераты по математике » Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа

alt="Теория поля и элементы векторного анализа" width="36" height="25" align="BOTTOM" border="0" /> полей.

Задано


Теория поля и элементы векторного анализа

где Теория поля и элементы векторного анализа; Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа


и, следовательно Теория поля и элементы векторного анализа

Потенциалы Теория поля и элементы векторного анализа и u должны удовлетворять следующему соотношению:


Теория поля и элементы векторного анализа


но дивергенция соленоидального поля должна быть равна 0.


Теория поля и элементы векторного анализа


отсюда


Теория поля и элементы векторного анализаТеория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа (**)


Для определения Теория поля и элементы векторного анализа и u получили два дифференциальных уравнения, которые всегда имеют решения и, следовательно, произвольное поле Теория поля и элементы векторного анализа всегда можно представить в виде суммы потенциального и соленоидального полей.

Нахождение векторного поля по его характеристикам

Для нахождения Теория поля и элементы векторного анализа и u нужно решить систему четырех уравнений

Теория поля и элементы векторного анализа

Пусть известны характеристики векторного поля Теория поля и элементы векторного анализа


Теория поля и элементы векторного анализа (1)


или в интегральной форме:


Теория поля и элементы векторного анализа


Будем искать распределение поля Теория поля и элементы векторного анализа. Для этого разложим его на потенциальное Теория поля и элементы векторного анализа и вихревое Теория поля и элементы векторного анализа.

Теория поля и элементы векторного анализа= Теория поля и элементы векторного анализа+ Теория поля и элементы векторного анализа (2)

Подставляя (2) в уравнение (1), получим систему уравнений для отыскания Теория поля и элементы векторного анализа:


Теория поля и элементы векторного анализа (3)


Потенциальное поле удобно представить через градиент


Теория поля и элементы векторного анализа (4)


т.к. в этом случае приходится находить всего лишь одну скалярную величину вместо трех. Подставляем (4) в первое уравнение (3), получаем уравнение


Теория поля и элементы векторного анализа – уравнение Пуассона (5)

Его решение известно и имеет следующий вид:


Теория поля и элементы векторного анализа. (6)


Соленоидальное (вихревое) поле будем искать через векторный потенциал


Теория поля и элементы векторного анализа (7)


Тогда для Теория поля и элементы векторного анализа получаем следующее уравнение:


Теория поля и элементы векторного анализа (8)


Т.к. поле Теория поля и элементы векторного анализа тоже векторное, то для его нахождения кроме rot необходимо задать еще одно условие на div Теория поля и элементы векторного анализа. В качестве такого условия (которое заранее ниоткуда не вытекает) удобно выбрать divТеория поля и элементы векторного анализа= 0 (это называется калибровкой Кирхгофа). В этом случае уравнение (8) упрощается


Теория поля и элементы векторного анализа (8а)


и его решение имеет вид:


Теория поля и элементы векторного анализа (9)


Следовательно, искомое поле Теория поля и элементы векторного анализа равно:


Теория поля и элементы векторного анализа

Интегральные соотношения теории векторного поля

Теорема Остроградского-Гаусса


Теория поля и элементы векторного анализа


Теорема Стокса


Теория поля и элементы векторного анализа


Теорема Грина

(первая форма)


Теория поля и элементы векторного анализа


(вторая форма)


Теория поля и элементы векторного анализа


Интеграл от скаляра по замкнутому контуру


Теория поля и элементы векторного анализа


Интеграл от Теория поля и элементы векторного анализа по объему


Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа


Используя теорему о среднем при Теория поля и элементы векторного анализа находим


Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа – источник

Теория поля и элементы векторного анализа – сток


Циркуляция вектора вдоль линии

Роток векторного поля


Теория поля и элементы векторного анализа – элементарная циркуляция вектора вдоль линии L


Теория поля и элементы векторного анализа – циркуляция вектора вдоль замкнутой линии.


Теорема Стокса


Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа


Механический смысл ротора векторного поля

Рассмотрим движение твердого тела. Линейная скорость Теория поля и элементы векторного анализа произвольной точки Теория поля и элементы векторного анализа равна твердого тела равна Теория поля и элементы векторного анализа

где Теория поля и элементы векторного анализа – скорость полюса Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа – мгновенная угловая скорость


Теория поля и элементы векторного анализа


Представим


Теория поля и элементы векторного анализа


Следовательно, компоненты скоростей т.М равны


Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа


В фиксированный момент времени t переменными являются только координаты т. Теория поля и элементы векторного анализа, все остальные величины Теория поля и элементы векторного анализа, Теория поля и элементы векторного анализа Теория поля и элементы векторного анализа являются постоянными


Теория поля и элементы векторного анализа=

Теория поля и элементы векторного анализа

Дифференцирование скалярных и векторных полей

Скалярное поле Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа


Теория поля и элементы векторного анализа


Векторное поле Теория поля и элементы векторного анализа


Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа


Таблица 1. Операции 2-го порядка


Скалярное поле j Векторное поле А

Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа


grad


нет

Теория поля и элементы векторного анализа;

Теория поля и элементы векторного анализа


нет

div

Теория поля и элементы векторного анализа

Нет

Теория поля и элементы векторного анализа

rot

Теория поля и элементы векторного анализа

нет

Теория поля и элементы векторного анализа


Таблица 2. Дифференцирование произведений


Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа


grad


нет

Теория поля и элементы векторного анализа

Теория поля и элементы векторного анализа


нет

div

Теория поля и элементы векторного анализа

нет

Теория поля и элементы векторного анализа

rot

Теория поля и элементы векторного анализа

нет

Теория поля и элементы векторного анализаТеория поля и элементы векторного анализа+

Теория поля и элементы векторного анализа

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: