Question
1) Aplique 0 Teorema da Divergência para determinar o fluxo do campo elétrico overrightarrow (F)(x,y,z)=(x,-y,2z) através da superficie do cilindro x^2+y^2=9 para -2leqslant zleqslant 2 Considere overrightarrow (n) a normal exterior.
Solution
4.4
(315 Votos)
Erika
Mestre · Tutor por 5 anos
Resposta
Para aplicar o Teorema da Divergência e determinar o fluxo do campo elétrico através da superfície do cilindro, precisamos calcular a divergência do campo elétrico e, em seguida, integrá-la sobre a superfície.A divergência de um campo vetorial
é dada por:
No caso do campo elétrico dado
, podemos calcular a divergência:
Agora, podemos calcular o fluxo do campo elétrico através da superfície do cilindro usando a fórmula:
Onde
é a normal exterior à superfície
.No caso do cilindro
, a normal exterior é dada por
, onde
é o vetor posição.Substituindo os valores, temos:
Como a superfície é um cilindro, podemos usar coordenadas cilíndricas para simplificar a integral. As coordenadas cilíndricas são dadas por
,
e
, onde
é a distância radial e
é o ângulo azimutal.Substituindo as coordenadas cilíndricas na integral, temos:
Simplificando a integral, temos:
Agora, podemos calcular a integral:
Portanto, o fluxo do campo elétrico através da superfície do cilindro é igual a
.