קובץ של תרגילים נוספים, תרגיל 1.
Transcription
קובץ של תרגילים נוספים, תרגיל 1.
אלכס גולדוורד שאלות בחדו״א וקטורי תרגילים נוספים ) .1הצגה פרמטרית של משטח סיבוב( .משטח Sמוגדר כך: ]S : ~r(u, v) = f (v) cos uî + f (v) sin uĵ + v k̂, u ∈ [0, 2π], v ∈ [a, b בחתך של המשטח הנתון ע״י מישור אופקי z = vמתקבל מעגל עם רדיוס ).f (v כל p )א( הוכח ששטח של משטח Sניתן לחשב ע״י הנוסחה f (v) 1 + f 0 (v)2 dv Rb a 2π )ב( חשב בעזרת נוסחה הנ״ל שטח פנים של ספרה עם רדיוס .R )ג( נתונה חצי ספרה .z ≥ 0, x2 + y2 + z 2 = R2נחתוך אותה ל־ 10רצועות ע״י מישורים אופקיים .z = 0.1R, z = 0.2R, . . . , z = 0.9Rמצא רצועה בעלת שטח הגדול ביותר. הזכ תשובה :ב 4πR2 .ג .לכל הרצועות יש אותו שטח .2חשב שטף של השדה ̂ F~ = xî + yĵ + 0kדרך הרצועה .S = (x, y, z) : x2 + y2 + z 2 = R2 , 0.3R ≤ z ≤ 0.6R תשובה0.474πR3 : .3חשב שטף של שדה ̂ F~ = 2xî − yĵ + z kדרך משטח סגור שמוגדר ע״י הצגה פרמטרית 0 ≤ u < 2π, 0 ≤ v ≤ 1 ~r(u, v) = v cos uî + v sin uĵ + v k̂, ות וי בשתי דרכים .רמז לאחת מהן :נפח של חרוט עם רדיוס Rוגובה hשווה . 31 πR2 h תשובה2π/3 : ~ 1, G ) rotGרכיבים של ~ 2 ~ 1 = rotG .4נתון ש־ ~ 2 Gפונקציות עם נגזרות חלקיות רציפות לכל ).((x, y, z ~1 − G הוכח ש־ ~ 2 = ∇u Gכאשר uפונקציה סקלרית. .5נתון שדה וקטורי ̂.F~ = (z − y)î + (x − z)ĵ + (y − x)k שמ Gכך ש־ ~~ = F )א( הראה שהשדה הנתון סולנואידלי ומצא פוטנציאל וקטורי שלו )שדה וקטורי ~ .(rotG )ב( מצא שדה וקטורי נוסף ̂ B~ = î + Qĵ + Rkכך ש־ ~.rotB~ = F תשובה :א~ = 0î + (xy − 1/2x2 )ĵ + (xz + yz − 1 x2 − 1 y 2 )k̂ . G 2 2 ב .אחת מהתשובות האפשריות.B~ = î + (xy − 1/2x2 )ĵ + (xz + yz − 12 x2 − 12 y2 )k̂ : ות ור תשובה כללית~ + ∇u : B~ = Gכאשר uפונקציה סקלרית כך ש־ ̂.∇u = î + u0y ĵ + u0z k 1