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𝐸𝑛  π‘π‘œπ‘œπ‘Ÿπ‘‘π‘’π‘›π‘Žπ‘‘π‘Žπ‘   π‘π‘Žπ‘Ÿπ‘‘π‘’π‘ π‘–π‘Žπ‘›π‘Žπ‘   π‘‘π‘’π‘›π‘’π‘šπ‘œπ‘ :    

𝐴 = π‘Ž!𝐴! +  π‘Ž!𝐴! +  π‘Ž!𝐴! (π‘‘π‘’π‘“π‘–π‘›π‘–π‘π‘–π‘œπ‘›  π‘‘𝑒  π‘£π‘’π‘π‘‘π‘œπ‘Ÿ  π‘¨  π‘’𝑛  π‘π‘œπ‘œπ‘Ÿπ‘‘π‘’π‘›π‘Žπ‘‘π‘Žπ‘   π‘π‘Žπ‘Ÿπ‘‘π‘’π‘ π‘–π‘Žπ‘›π‘Žπ‘   π‘π‘œπ‘›  π‘π‘œπ‘šπ‘π‘œπ‘›π‘’𝑛𝑑𝑒𝑠  π΄!  ,𝐴!  ,𝐴!)

𝐴! = π‘Ž!  .    π΄

(π‘‘π‘’π‘“π‘–π‘›π‘–π‘π‘–π‘œπ‘›  π‘‘𝑒  π‘£π‘’π‘π‘‘π‘œπ‘Ÿ  π‘¨)

π‘ π‘’π‘ π‘‘π‘–π‘‘π‘’π‘¦π‘’π‘›π‘‘π‘œ  π‘’𝑙  π‘£π‘Žπ‘™π‘œπ‘Ÿ  π‘‘𝑒𝑙  π‘£π‘’π‘π‘‘π‘œπ‘Ÿ  π‘¨  π‘‘π‘’π‘›π‘’π‘šπ‘œπ‘ :

𝐴! =  π‘Ž!  .     π‘Ž!𝐴! +  π‘Ž!𝐴! +  π‘Ž!𝐴!

𝐴! =  π‘Ž!  .     π‘Ž!𝐴! + π‘Ž!  .     π‘Ž!𝐴! +  π‘Ž!  .     π‘Ž!𝐴!

(π‘π‘Ÿπ‘œπ‘‘π‘’π‘π‘‘π‘œ  π‘π‘’π‘›π‘‘π‘œ  π‘’π‘›π‘‘π‘Ÿπ‘’  π‘‘π‘œπ‘   π‘£π‘’π‘π‘‘π‘œπ‘Ÿπ‘’π‘   π‘¦  π‘π‘Ÿπ‘œπ‘π‘–π‘’π‘‘π‘Žπ‘‘  π‘‘π‘–π‘ π‘‘π‘Ÿπ‘–π‘π‘’π‘‘π‘–π‘£π‘Ž)

π‘Ÿπ‘’π‘œπ‘Ÿπ‘”π‘Žπ‘›π‘–π‘§π‘Žπ‘π‘–π‘œπ‘›  π‘™π‘Ž  π‘’π‘π‘’π‘Žπ‘π‘–π‘œπ‘›  π‘‘π‘’π‘›π‘’π‘šπ‘œπ‘ :

𝐴! =   π‘Ž!  .    π‘Ž! 𝐴! +   π‘Ž!  .    π‘Ž! 𝐴! +   π‘Ž!  .    π‘Ž! 𝐴!

π‘π‘Ÿπ‘œπ‘π‘–π‘’π‘‘π‘Žπ‘‘π‘’π‘   π‘‘𝑒𝑙  π‘π‘Ÿπ‘œπ‘‘π‘π‘’π‘‘π‘œ  π‘π‘’π‘›π‘‘π‘œ  (π‘π‘œπ‘Ÿ  π‘™π‘œπ‘   π‘π‘™π‘Žπ‘›π‘œπ‘ )π‘Ž!  .    π‘Ž! =   cosπœ™!π‘Ž!  .    π‘Ž! =   sinπœ™!π‘Ž!  .    π‘Ž! = 0

∴  π΄! =  π΄! cosπœ™! +  π΄! sinπœ™!

AsignaciΓ³n I

DespuΓ©s de leer la teorΓ­a de coordenadas rectangulares, cilΓ­ndricas y esfΓ©ricas y la teorΓ­a de anΓ‘lisis Vectorial, y revisado y analizado junto con los ejemplo de estos dos temas. Fecha tope para la entrega 18/05/2011, 5 puntos

Resolver los siguientes ejercicios y enviarlo en formato PDF

Los enunciados de estos ejercicios se encuentran en el libro Fundamentos de Electromagnetismo para Ingenieros, Autor: David Cheng de la pΓ‘g. 69 a la 70

1(P2-11).- La posiciΓ³n de un punto en coordenadas cilΓ­ndricas estΓ‘ indicada por (3, 4 /3, -4); Especifique la situaciΓ³n del punto

a) En coordenadas Cartesianas b) En coordenadas EsfΓ©rica

2(P2-13).- Exprese la componente de r, de un vector A en ( , , )

a) En funciΓ³n de y en coordenadas cartesianas b) En funciΓ³n de y en coordenadas esfΓ©ricas

3(P-15).- Dado un campo vectorial en condenadas esfΓ©ricas F = ( )

a) Encuentre F y , en el punto P(-2,-4,4) b) Encuentre el Γ‘ngulo que forma F con el vector A = 2 - 3 - 6, en P

4(P2-21).- Dado un campo vectorial F = xy + yz + zx

a) Calcule el flujo de salida total a travΓ©s de la superficie de un cubo unidad en el primer octante con un vΓ©rtice en el origen

b) Encuentre β–ͺ  F y verifique el teorema de la divergencia

5(P2-24).- Un campo vectorial D= ( ) / existe en la regiΓ³n comprendidas entre dos capaz esfΓ©ricas definidas por R = 2 y R= 3, calcule

a)

b) βˆ‡βˆ™D.d

Page 2: Eligheorcohil

𝐸𝑛  π‘π‘œπ‘œπ‘Ÿπ‘‘π‘’π‘›π‘Žπ‘‘π‘Žπ‘   π‘’π‘ π‘“π‘’π‘Ÿπ‘–π‘π‘Žπ‘   π‘‘π‘’π‘›π‘’π‘šπ‘œπ‘ :    

𝐴 = π‘Ž!𝐴! +  π‘Ž!𝐴! +  π‘Ž!𝐴! (π‘‘π‘’π‘“π‘–π‘›π‘–π‘π‘–π‘œπ‘›  π‘‘𝑒  π‘£π‘’π‘π‘‘π‘œπ‘Ÿ  π‘¨  π‘’𝑛  π‘π‘œπ‘œπ‘Ÿπ‘‘π‘’π‘›π‘Žπ‘‘π‘Žπ‘   π‘π‘Žπ‘Ÿπ‘‘π‘’π‘ π‘–π‘Žπ‘›π‘Žπ‘   π‘π‘œπ‘›  π‘π‘œπ‘šπ‘π‘œπ‘›π‘’𝑛𝑑𝑒𝑠  π΄!  ,𝐴!  ,𝐴!)

𝐴! = π‘Ž!  .    π΄

(π‘‘π‘’π‘“π‘–π‘›π‘–π‘π‘–π‘œπ‘›  π‘‘𝑒  π‘£π‘’π‘π‘‘π‘œπ‘Ÿ  π‘¨)

π‘ π‘’π‘ π‘‘π‘–π‘‘π‘’π‘¦π‘’π‘›π‘‘π‘œ  π‘’𝑙  π‘£π‘Žπ‘™π‘œπ‘Ÿ  π‘‘𝑒𝑙  π‘£π‘’π‘π‘‘π‘œπ‘Ÿ  π‘¨  π‘‘π‘’π‘›π‘’π‘šπ‘œπ‘ :

𝐴! =  π‘Ž!  .     π‘Ž!𝐴! +  π‘Ž!𝐴! +  π‘Ž!𝐴!

𝐴! =  π‘Ž!  .     π‘Ž!𝐴! + π‘Ž!  .     π‘Ž!𝐴! +  π‘Ž!  .     π‘Ž!𝐴!

(π‘π‘Ÿπ‘œπ‘‘π‘’π‘π‘‘π‘œ  π‘π‘’π‘›π‘‘π‘œ  π‘’π‘›π‘‘π‘Ÿπ‘’  π‘‘π‘œπ‘   π‘£π‘’π‘π‘‘π‘œπ‘Ÿπ‘’π‘   π‘¦  π‘π‘Ÿπ‘œπ‘π‘–π‘’π‘‘π‘Žπ‘‘  π‘‘π‘–π‘ π‘‘π‘Ÿπ‘–π‘π‘’π‘‘π‘–π‘£π‘Ž)

π‘Ÿπ‘’π‘œπ‘Ÿπ‘”π‘Žπ‘›π‘–π‘§π‘Žπ‘π‘–π‘œπ‘›  π‘™π‘Ž  π‘’π‘π‘’π‘Žπ‘π‘–π‘œπ‘›  π‘‘π‘’π‘›π‘’π‘šπ‘œπ‘ :

𝐴! =   π‘Ž!  .    π‘Ž! 𝐴! +   π‘Ž!  .    π‘Ž! 𝐴! +   π‘Ž!  .    π‘Ž! 𝐴!

π‘π‘Ÿπ‘œπ‘π‘–π‘’π‘‘π‘Žπ‘‘π‘’π‘   π‘‘𝑒𝑙  π‘π‘Ÿπ‘œπ‘‘π‘π‘’π‘‘π‘œ  π‘π‘’π‘›π‘‘π‘œ  (π‘π‘œπ‘Ÿ  π‘™π‘œπ‘   π‘π‘™π‘Žπ‘›π‘œπ‘ )π‘Ž!  .    π‘Ž! =   sinπœƒ!π‘Ž!  .    π‘Ž! =   cosπœƒ!π‘Ž!  .    π‘Ž! = 0

∴  π΄! =  π΄! sinπœƒ! +  π΄! cosπœƒ!

π‘Žπ‘π‘™π‘–π‘π‘Žπ‘›π‘‘π‘œ  π‘™π‘Ž  π‘’π‘π‘’π‘Žπ‘π‘–π‘œπ‘›  π‘‘𝑒  π‘π‘–π‘‘π‘Žπ‘”π‘œπ‘Ÿπ‘Žπ‘   π‘‘π‘’π‘›π‘’π‘šπ‘œπ‘ :

 π΄! =  π΄!  π‘Ÿ!

π‘Ÿ! ! +   𝑧! !+  

𝐴!𝑧!π‘Ÿ! ! +   𝑧! !

Page 3: Eligheorcohil

a) 𝐹 =  π‘Ž!π‘₯𝑦 +  π‘Ž!𝑦𝑧 +  π‘Ž!𝑧π‘₯          π‘¦          π‘π‘’π‘ π‘π‘Žπ‘Ÿπ‘’π‘šπ‘œπ‘      𝐹 .𝑑𝑠 De la cara izquierda de la superficie del cubo tenemos:

𝑦 = 0  , 𝑑𝑠 =  βˆ’π‘Ž!𝑑π‘₯𝑑𝑧

βˆ’π‘¦π‘§ 𝑑π‘₯𝑑𝑧!

!

!

!

= 0   βˆ’π‘§ 𝑑π‘₯𝑑𝑧!

!

!

!

= 0              (𝐼)

De la cara derecha de la superficie del cubo tenemos:

𝑦 = 1  , 𝑑𝑠 =  π‘Ž!𝑑π‘₯𝑑𝑧

𝑦𝑧 𝑑π‘₯𝑑𝑧!

!

!

!

= 𝑧 𝑑π‘₯𝑑𝑧!

!

!

!

= π‘₯ !! 𝑧𝑑𝑧 = 𝑧𝑑𝑧

!

!

=  12 𝑧!

!

!

=  12

!

!

             (𝐼𝐼)

De la cara superior de la superficie del cubo tenemos:

𝑧 = 1  , 𝑑𝑠 =  π‘Ž!𝑑π‘₯𝑑𝑦

𝑧π‘₯ 𝑑π‘₯𝑑𝑦!

!

!

!

= π‘₯ 𝑑π‘₯𝑑𝑦!

!

!

!

=12 π‘₯!

!

!

𝑑𝑦 =12 𝑑𝑦

!

!

=12 𝑦

!

!

=  12

!

!

   (𝐼𝐼𝐼)

De la cara inferior de la superficie del cubo tenemos:

𝑧 = 0  , 𝑑𝑠 =  βˆ’π‘Ž!𝑑π‘₯𝑑𝑧

βˆ’π‘§π‘₯ 𝑑π‘₯𝑑𝑧!

!

!

!

= 0   βˆ’π‘₯ 𝑑π‘₯𝑑𝑧!

!

!

!

= 0              (𝐼𝑉)

De la anterior del frente de la superficie del cubo tenemos:

AsignaciΓ³n I

DespuΓ©s de leer la teorΓ­a de coordenadas rectangulares, cilΓ­ndricas y esfΓ©ricas y la teorΓ­a de anΓ‘lisis Vectorial, y revisado y analizado junto con los ejemplo de estos dos temas. Fecha tope para la entrega 18/05/2011, 5 puntos

Resolver los siguientes ejercicios y enviarlo en formato PDF

Los enunciados de estos ejercicios se encuentran en el libro Fundamentos de Electromagnetismo para Ingenieros, Autor: David Cheng de la pΓ‘g. 69 a la 70

1(P2-11).- La posiciΓ³n de un punto en coordenadas cilΓ­ndricas estΓ‘ indicada por (3, 4 /3, -4); Especifique la situaciΓ³n del punto

a) En coordenadas Cartesianas b) En coordenadas EsfΓ©rica

2(P2-13).- Exprese la componente de r, de un vector A en ( , , )

a) En funciΓ³n de y en coordenadas cartesianas b) En funciΓ³n de y en coordenadas esfΓ©ricas

3(P-15).- Dado un campo vectorial en condenadas esfΓ©ricas F = ( )

a) Encuentre F y , en el punto P(-2,-4,4) b) Encuentre el Γ‘ngulo que forma F con el vector A = 2 - 3 - 6, en P

4(P2-21).- Dado un campo vectorial F = xy + yz + zx

a) Calcule el flujo de salida total a travΓ©s de la superficie de un cubo unidad en el primer octante con un vΓ©rtice en el origen

b) Encuentre β–ͺ  F y verifique el teorema de la divergencia

5(P2-24).- Un campo vectorial D= ( ) / existe en la regiΓ³n comprendidas entre dos capaz esfΓ©ricas definidas por R = 2 y R= 3, calcule

a)

b) βˆ‡βˆ™D.d

Page 4: Eligheorcohil

π‘₯ = 1  , 𝑑𝑠 =  π‘Ž!𝑑𝑦𝑑𝑧

π‘₯𝑦 𝑑𝑦𝑑𝑧!

!

!

!

= 𝑦 𝑑𝑦𝑑𝑧!

!

!

!

=12 𝑦!

!

!

𝑑𝑧 =12 𝑑𝑧

!

!

=12 𝑧

!

!

=  12

!

!

   (𝑉)

De la posterior cara de la superficie del cubo tenemos:

π‘₯ = 0  , 𝑑𝑠 =  βˆ’π‘Ž!𝑑𝑦𝑑𝑧

βˆ’π‘₯𝑦 𝑑π‘₯𝑑𝑧!

!

!

!

= 0   βˆ’π‘¦ 𝑑π‘₯𝑑𝑧!

!

!

!

= 0              (𝑉𝐼)

𝐹 .𝑑𝑠 =   βˆ’π‘¦π‘§ 𝑑π‘₯𝑑𝑧!

!

!

!

+   𝑦𝑧 𝑑π‘₯𝑑𝑧!

!

!

!

+   𝑧π‘₯ 𝑑π‘₯𝑑𝑦!

!

!

!

+   βˆ’π‘§π‘₯ 𝑑π‘₯𝑑𝑧!

!

!

!

+   π‘₯𝑦 𝑑𝑦𝑑𝑧!

!

!

!

+   βˆ’π‘₯𝑦 𝑑π‘₯𝑑𝑧!

!

!

!

𝐹 .𝑑𝑠 = 0+  12+

12+ 0+

12+ 0 =  

32

b) βˆ†  .𝐹

𝐹 =  π‘₯𝑦 +  π‘¦π‘§ + 𝑧π‘₯

βˆ†  .𝐹 =  πœ•πœ•π‘₯ π‘₯𝑦 +  

πœ•πœ•π‘¦ 𝑦𝑧 +  

πœ•πœ•π‘§ 𝑧π‘₯

βˆ†  .𝐹 = 𝑦 + 𝑧 + π‘₯  ,                  π‘‘𝓇 = 𝑑π‘₯𝑑𝑦𝑑𝑧

βˆ†  .𝐹 𝑑𝓇 =   𝑦 + 𝑧 + π‘₯ 𝑑π‘₯𝑑𝑦𝑑𝑧!

!

!

!

!

!

=12 π‘₯!

!

!

+ 𝑦 + 𝑧 𝑑𝑦𝑑𝑧!

!

!

!

Page 5: Eligheorcohil

βˆ†  .𝐹 𝑑𝓇 =  12 + 𝑦 + 𝑧 𝑑𝑦𝑑𝑧

!

!

!

!

=12 +

12 𝑦!

!

!

+ 𝑧 𝑑𝑧 =12 +

12 + 𝑧 𝑑𝑧

!

!

!

!

=12 +

12 +

12 𝑧

!

!

=12 +

12 +

12 =  

32