Flux berekenen.

Moderators: dirkwb, Xilvo

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Reageer
Berichten: 2.589

Flux berekenen.

Heb hier een vraagstuk waar ze me vragen de flux te berekenen:

Afbeelding

ik doe dit als volgt
\( x= 2 \cos(t) y=2 \sin (t) \)
dus
\(dx=-2 \sin(t) dy=2 \cos(t) \)
dan heb ik
\(\vec{v}(x,y)=(z^2-x)\vec{e_1}-xy\vec{e_2}+3z\vec{e_3}\)
omdat z=0 heb ik
\(\vec{v}=-x\vec{e_1}-xy\vec{e_2}\)


deze inprodukteer ik, eerst overgaan met mijn parameterisatie en nadien bekom ik volgende integraal klopt die?
\( \int^{\frac{\pi}{2}}_0\cos(t)} \sin(t) -8 \int^{\frac{\pi}{2}}_0\cos^2(t) \sin(t)\)


als ik deze bereken bekom ik 16/6 fout?

Groeten Dank bij voorbaat.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Flux berekenen.

Enkele puntjes:

- ik zie niet direct het nut/de bedoeling van die parametrisatie?

- je stelt z = 0 en integreert voor t van 0 tot pi/2, waardoor bereken je nu precies de flux? Ik vermoed door het 'grondvlak' (vermits z = 0), maar er is hier een gesloten oppervlak bepaald, je moet de flux door alle deeloppervlakken berekenen.

- maak een duidelijke tekening van het beschreven oppervlak, dan zie je de deeloppervlakken waardoor je de flux moet berekenen beter.

- probeer wat zorgvuldiger te zijn bij de integralen, vergeet dt niet.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 2.589

Re: Flux berekenen.

je kan de flux berekenen op 2 manieren ik zou het graag gedaan hebben door gebruik te maken van ee lijnintegraal ik dacht dan een parameterisatie op te stellen van de rand van mijn oppervlak maar die rand zal dus naar alle waarschijnelijkheid niet de rand in 2 d (de projectie) bedoelt zijn maar de totaale rand.

in 3d dus. Oké dat wist ik nog niet. maar nu lees ik de stelling na en daar zeggen ze me wel dat ik de rand moet nemen in het brongebied?

ik vermoed dat het zo zouw moeten
\(\vec{v}(x,y)=x\vec{e_1}+y\vec{e_3}+(4-y^2)\vec{e_3}\)
nu de substitutie doorvoeren
\( \vec{v}(x,y)=x(u(t),v(t))\vec{e_1}+y(u(t),v(t))\vec{e_2}+z(u(t),v(t))\vec{e_3}\)
waarbij mijn rand nu gegeven is door
\( \left { \begin{array}{1} u(t)=2\cos(t) v(t)=2\sin(t) \end{array} \)
nu is ook
\(z=4-y^2\)
dan krijg ik als functie die mijn oppervlakte beschrijft
\( \vec{v}=2\cos(t)\vec{e_1}+2\sin(t)\vec{e_2}+(4-2\sin(t))\vec{e_3}\)
als ik nu
\( \left ( \begin{array}{1} 2\cos(t) 2\sin(t) (4-2\sin(t) \end{array} \right ) * \left ( \begin{array}{2} krachtveld \end{array} \right ) \)
Sorry voor de slechte uitwerking maar moet nu echt wel gaan slapen. Kom ik er op die manier ? dan gewoon de lijn integraal berekenen?

Groeten Dank bij voorbaat.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Flux berekenen.

Voor het overgaan van een oppervlakteintegraal naar een lijnintegraal kan je de stelling van Stokes gebruiken, maar die gaat wel uit van de rotatie van het vectorveld, en niet v zelf. Dus er geldt:
\(\int!!!\int_S {\left(\nabla \times \vec v \cdot \vec n\right)}dS = \oint_C {\vec v\left( {\vec r} \right) \cdot d\vec r} \)
Maar dat linkerlid heb je hier niet...
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 2.589

Re: Flux berekenen.

dus het moet op de klasieke manier?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Flux berekenen.

Dat lijkt me hier het meest aangewezen ja, gewoon via de definitie van de flux.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer