Типовой расчет по математике Поверхностные интегралы Тройные интегралы в декартовых координатах Тройные интегралы в цилиндрических координатах Вычисление объема тела Вычисление длин дуг

Типовой по математике примеры решения задач курсового задания

Физические приложения криволинейных интегралов

Пример Вычислить индукцию магнитного поля в вакууме на расстоянии r от оси бесконечно длинного проводника с током I.

Решение. Чтобы найти магнитное поле на расстонии r от проводника, рассмотрим круговой контур радиуса r, расположенный перпендикулярно проводнику с током (рисунок 7). Поскольку поле направлено по касательной к круговому контуру в любой его точке, то скалярное произведение векторов и есть просто . Тогда можно записать В результате получаем

Пример 8 Оценить значение электродвижущей силы ε и электрического поля E, возникающих в кольце радиусом 1 см у пассажира самолета, при полете самолета в магнитном поле Земли со скоростью 900 км/ч.

Решение. Согласно закону Фарадея Поскольку проводящее кольцо перемещается в магнитном поле Земли, возникает изменение магнитного потока ψ, проходящего через кольцо. Предположим, что магнитное поле перпендикулярно плоскости кольца. Тогда за время изменение потока равно где , v − скорость самолета, B − индукция магнитного поля Земли. Из последнего выражения получаем Подставляя заданные величины находим значение э.д.с.: Как видно, это вполне безопасно для авиапассажиров. Напряженность возникающего электрического поля найдем по формуле . В силу симметрии, наведенное электрическое поле будет иметь постоянную амплитуду в любой точке кольца. Оно будет направлено по касательной к кольцу в любой его точке. Это позволяет легко вычислить криволинейный интеграл. Следовательно, напряженность электрического поля равна

1) линейность

  Если вместо P возьмем линейную функцию (f+g), то интеграл будет линейной комбинаций.

Примечание  определение поверхности второго интеграла второго рода было дано, когда ориентация поверхности такова, что выбранная нормаль к поверхности составляет острый угол с положительным направлением оси OZ.

В случае, если этот угол тупой все пределы интегрирования сумм Дарбу должны быть взяты со знаком «минус».

2) аддитивность

  поверхностный интеграл второго рода по поверхности, являющейся суммой двух поверхностей, которые одинаково ориентированы и имеют общую границу площади О равную сумме поверхностных интегралов второго рода по каждой из поверхностей.

3) при изменении ориентации поверхности, поверхностный интеграл меняет знак.

4) для поверхностного интеграла второго рода не выполняется теорема о среднем.

Любой поверхностный интеграл второго рода есть компонента ┴ поверхности умноженному на площадь.

Нормаль единичная и задана направляющими косинусами:

Тройные интегралы в сферических координатах
Литература 1. Гильмуллин, М.Ф. История математики / М.Ф. Гильмуллин. - Елабуга: Изд-во ЕГПУ, 2009. - 212 с. 2. Гиндикин, С.Г. Рассказы о физиках и математиках / С.Г. Гиндикин. - М.: Изд-во МЦНМО, 2006. - 464 с. 3. Дорофеева, А.В. Страницы истории на уроках математики / А.В. Дорофеева. - М.: Просвещение, 2007. - 96 с. 4. Колягин, Ю.М. Русская школа и математическое образование: Наша гордость и наша боль / Ю.М. Колягин. - М.: Просвещение, 2001. - 318 с.