Question
1) Aplique 0 Teorema da Divergência para determinar o fluxo do campo elétrico overrightarrow (F)(x,y,z)=(x,-y,2z) , através da superfície do cilindro x^2+y^2=9 para -2leqslant zleqslant Considere overrightarrow (n) a normal exterior.
Solution
4
(316 Votos)
Artur
Veterano · Tutor por 12 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. de um campo vetorial
é dada por:
No caso do campo elétrico dado
, podemos calcular a divergência:
Agora, podemos calcular o fluxo através da superfície do cilindro usando a fórmula:
Onde
é a normal exterior à superfície S.No caso do cilindro
, a normal exterior é dada por
, onde
.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 essas coordenadas na integral, temos:
Simplificando a integral, temos:
int_0^{2\pi} \int_0^3 \frac{r^2 + 2rz}{\sqrt{r^2 + z^2}} \, rdrdz
\Phi = \int_0^{2\pi} \int_0^3 \frac{r^2 + 2rz}{\sqrt{r^2 + z^2}} \, rdrdz
\Phi = \int_0^{2\pi} \int_0^3 \frac{r^2 + 2rz}{\sqrt{r^2 + z^2}} \, rdrdz
\Phi = \int_0^{2\pi} \int_0^3 \frac{r^2 + 2rz}{\sqrt{r^2 + z^2}} \, rdrdz
\Phi = \int_0^{2\pi}