Thomas 11ed , Capítulo 16 , Seção 16.4 , Exercício 12

Índice do Banco de Exercícios de Cálculo 3 -> O teorema de Green no plano

Enunciado

Exercício 12

Encontre a circulação no sentido anti-horário e o fluxo exterior do campo F(x,y) ao redor e através do quadrado cortado do primeiro quadrante pelas retas x e y .

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Solução


O campo apresenta um movimento de rotação em torno da origem, conforme ilustra a figura abaixo.

[Maple

Da figura percebe-se que a maior circulação de dá sobre o lado de cima do quadrado, enquanto que o maior fluxo exterior se dá sobre o lado esquerdo.

Considere primeiro o cálculo da circulação. Indique por C a curva correspondente ao quadrado e por R a região interior a esse quadrado. Indique ainda por L(x,y) e M(x,y) as coordenadas do campo F. Com essa notação, a forma tangencial do teorema de Green afirma que a circulação pode ser calculada por meio de uma integral dupla dada por

Calculando, obtém-se que

Diff(M(x,y),x)

Diff(L(x,y),y)

Daí segue-se que a circulação é igual a

Em relação ao fluxo, a forma normal do teorema de Green afirma que o fluxo exterior pode ser calculado por meio de uma integral dupla dada por

Calculando, obtém-se que

Diff(L(x,y),x)

Diff(M(x,y),y)

Daí segue-se que o fluxo exterior é igual a

 


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Natália de Azevedo


Publicado em: 10/07/2007
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