Вычисление площадей в декартовых координатах Вычисление площадей фигур при параметрическом задании границы Вычисление объема тела

Физические приложения поверхностных интегралов

Пример Найти силу притяжения между полусферой с постоянной плотностью μ0 радиусом r с центром в начале координат и точечной массой m, расположенной в начале координат.

Решение. Рассмотрим точку M(x,y,z) полусферы, которая принадлежит малому участку поверхности dS (рисунок 5). Силу притяжения между элементом поверхности dS и массой m можно записать в виде где G − гравитационная постоянная, − единичный вектор, направленный из точки O в точку M. Так как , то можно записать После интегрирования по поверхности полусферы получаем следующие выражения для компонентов силы притяжения: В сферических координатах уравнение полусферы записывается в виде где . Известно, что элемент площади для сферы равен . Тогда компоненты силы притяжения будут равны Заметим, что результат очевиден вследствие симметрии и однородности поверхности. Поэтому, результирующая сила направлена вдоль оси Oz.
Рис.5
Рис.6

1. Потенциальные поля

Определение: Если это поле можно представить в виде B=grad U

Утверждение 1: Криволинейный интеграл

 


Утверждение 2:

 


Утверждение 3: сущ. U-потенц.

 


Утверждение 4:

 

Утверждение 5: Является достаточным, но не необходимым. Оно необходимо, если функция непрерывна со всеми своими частными производными (термин “односвязная область”)

Физические приложения двойных интегралов