Приложения криволинейного интеграла I рода

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 07 Ноября 2013 в 12:16, реферат

Описание работы

Если существует конечный предел этих интегральных сумм при стремлении мелкости разбиения к нулю, не зависящей от способа разбиения линии L на n частей и выбора точек Ck , то этот предел называется криволинейным (или просто линейным) интегралом первого рода от функции f(x,y,z) по линии L, и обозначается:

Теорема существования. Если линия L имеет кусочно-гладкую параметризацию, а функция непрерывна на ней, то существует криволинейный интеграл первого рода

Файлы: 1 файл

глава 1.docx

— 583.76 Кб (Скачать файл)

,            
,

ибо в этом случае масса отдельного участка приближенно  равна  . Если устремить все к нулю, то в пределе получатся точные равенства, причем суммы заменятся интегралами:

,    
;                

здесь r означает длину вектора , а - угол, составленный им с осью .

Найдем, например, притяжение, оказываемое однородной полуокружностью (при ) на единицу массы, помещенную в ее центре.

Поместим начало координат в центр полуокружности и ось абсцисс проведем через ее концы (Рис.6).

По соображениям симметрии  , так что дело приводится к нахождению лишь проекции .

Рис.6

.

Но в нашем  случае (радиус полуокружности) и . Поэтому

.

Пример 7:

Вычислить притяжение, оказываемое однородной полуокружностью (при ) на единицу массы, помещенную в центре.

Решение. Поместим начало координат в центр полуокружности и ось абсцисс проведем через ее концы. По соображениям симметрии , так что дело приводится к нахождению лишь проекции .

Но в нашем  случае (радиусу полуокружности) и Поэтому

Пример 8:

Вычислить притяжение, оказываемое бесконечной однородной прямой ( ) на точку единичной массы ( ), лежащую на расстоянии от прямой.

Решение. Рассмотрим искомое притяжение как предел притяжений, оказываемого конечным отрезком названной прямой при условии, что концы удаляются в разные стороны до бесконечности. Если саму прямую принять за ось , а ось провести через заданную точку, то получим (учитывая, что в данном случае )

Аналогично, (что вытекает из соображения симметрии).

 

3. Центр масс  и моменты инерции кривой

Пусть кусок проволоки описывается некоторой кривой C, а распределение массы вдоль кривой задано непрерывной функцией плотности . Тогда координаты центра масс кривой определяются формулами

,    ,   ,

 

− так называемые моменты  первого порядка.

Моменты инерции относительно осей OX, OY, OZ определяются формулами

 

,

.

Пример 9:

Вычислить момент итерации Ix в форме окружности с плотностью

Решение. Уравнения окружности в параметрической форме имеют вид

 

Момент инерции Iх относительно оси ОХ вычисляется по формуле

.

Проводя вычисления, получаем

.


Информация о работе Приложения криволинейного интеграла I рода