Thomas 11ed , Capítulo 16 , Seção 16.4 , Exercício 9

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

Enunciado

Exercício 9

Use o Teorema de Green para encontrar a circulação no sentido anti-horário e o fluxo exterior para o campo F(x,y) e a cura C: o laço direito da limniscata r^2 .

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Solução


A figura abaixo ilustra a região juntamente com o campo. Observe que o raio
r se anula para os ângulos theta e theta , e as retas com esses ângulos são tangentes à curva na origem.

[Maple

Considere primeiro o cálculo da circulação. Indique por R a região cuja fronteira é a curva C. 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 da integral dupla

Calculando, obtém-se que

`

`

e portanto M[x]-L[y] . Além disso, em coordenadas polares, o domínio R é dado por (-Pi/4)*`<`*theta*`<`*Pi/4 e 0*`<`*r*`<`*sqrt(cos(2*theta)) . 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 da integral dupla

Calculando, obtém-se que

e novamente tem-se que L[x]+M[y] . Daí segue-se que o fluxo exterior é numericamente igual à circulação, isto é,

 


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Phillipo Lappicy


Publicado em: 10/12/2008
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