Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

MI_T2TerekhovSV

.pdf
Скачиваний:
281
Добавлен:
13.04.2015
Размер:
14 Мб
Скачать
☆

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 3

1. Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена из старой путем поворота на угол π / 6 вокруг оси аппликат.

 

 

 

−1

 

2. Найти координаты вектора

 

=

−1

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

0

 

 

 

 

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

2

1

1

 

 

1

2

1

 

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

 

 

1

1

− 2

 

 

 

и найти его свёртку.

 

 

 

−1

 

1

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

−1

и вектора

 

 

=

5

.

a

b

 

 

 

0

 

 

4

 

5. Найти главные значения и главные векторы симметричного тензора 2 ран-

1

0

0

 

га

0

1

2

.

 

0

2

3

 

6.Найти главный декартов базис для тензора п. 5 и записать тензор в этом базисе.

7.Вычислить линейный, квадратичный и кубичный инварианты симметрич-

 

1

1

− 2

 

ного тензора второго ранга

1

−1

0

.

− 2

0

2

 

8. Представить тензор п.7 в виде суммы девиатора и шарового тензора.

−1

0

0

 

9. Состояние среды задаётся тензором напряжений:

0

0

0

. Какие дей-

 

0

0

1

 

ствия произведены над средой? Найти вектора ϕ(n1 ) , ϕ(n2 ) , ϕ(n3 ) .

10. Найти вектор напряжений для случая, описанного в п.7, на площадке с

−1

нормальным вектором n = 0 , а также его нормальную и касательную сос-

1

тавляющие.

11. Найти тензор деформаций, если поле смещений определяется выражением u (r )=10−4 ((x − y + z)i +(x + 4z)j +(x − y)k ), определить тип деформаций и вы-

числить объёмную деформацию.

320

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 4

1. Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена из старой путем поворота на угол π / 3 вокруг оси абсцисс.

 

 

 

0

 

2. Найти координаты вектора

 

=

2

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

2

 

 

 

 

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

−2

3

−3

 

 

1

4

2

 

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

 

 

−1

0

−1

 

 

 

и найти его свёртку.

 

 

 

0

 

 

−1

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

2

и вектора

 

 

=

0

.

a

b

 

 

 

2

− 2

5. Найти главные значения и главные векторы симметричного тензора 2 ран-

− 2

0

0

 

га

0

3

2

.

 

0

2

1

 

6.Найти главный декартов базис для тензора п. 5 и записать тензор в этом базисе.

7.Вычислить линейный, квадратичный и кубичный инварианты симметрич-

 

2

3

0

 

ного тензора второго ранга

3

−1

0

.

 

0

0

1

 

8. Представить тензор п.7 в виде суммы девиатора и шарового тензора.

 

0

0

0

 

9. Состояние среды задаётся тензором напряжений:

0

2

0

. Какие дей-

 

0

0

2

 

ствия произведены над средой? Найти вектора ϕ(n1 ) , ϕ(n2 ) , ϕ(n3 ) .

10. Найти вектор напряжений для случая, описанного в п.7, на площадке с

−1

нормальным вектором n = 0 , а также его нормальную и касательную сос-

1

тавляющие.

11. Найти тензор деформаций, если поле смещений определяется выражением u (r )=10−3 ((3x − 4 y)i + (2 y +5z)j + (− y + 2z)k ), определить тип деформаций и

вычислить объёмную деформацию.

321

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 5

1. Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена из старой путем поворота на угол π / 3 вокруг оси ординат.

 

 

 

3

 

2. Найти координаты вектора

 

=

−2

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

1

 

 

 

 

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора 3

21

и найти его свёртку.

 

 

 

3

 

 

2

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

− 2

и вектора

 

 

=

1

.

a

b

 

 

 

1

 

 

4

 

1 −1

0 1

5 − 3

5. Найти главные значения и главные векторы симметричного тензора 2 ран-

 

6

3

0

 

га

3

0

0

.

 

0

0

−1

 

 

 

6.Найти главный декартов базис для тензора п. 5 и записать тензор в этом базисе.

7.Вычислить линейный, квадратичный и кубичный инварианты симметрич-

 

9

−1

0

 

ного тензора второго ранга

−1

−1

0

.

 

0

0

3

 

 

 

8. Представить тензор п.7 в виде суммы девиатора и шарового тензора.

 

−1

0

0

 

9. Состояние среды задаётся тензором напряжений:

0

1

0

. Какие дей-

 

0

0

0

 

 

 

ствия произведены над средой? Найти вектора ϕ(n1 ) , ϕ(n2 ) , ϕ(n3 ) .

10. Найти вектор напряжений для случая, описанного в п.7, на площадке с

−1

нормальным вектором n = 0 , а также его нормальную и касательную сос-

1

тавляющие.

11. Найти тензор деформаций, если поле смещений определяется выражени-

ем u (r )=10−4 ((z − x − y)i +(2x −3y + z)j +(x −8y + z)k ), определить тип деформа-

ций и вычислить объёмную деформацию.

322

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 6

1. Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена из старой путем поворота на угол π / 3 вокруг оси аппликат.

 

 

− 2

 

2. Найти координаты вектора

 

=

5

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

0

 

 

 

 

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

 

1

4

5

 

 

−2

0

4

 

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

 

 

−3

2

1

 

 

 

и найти его свёртку.

 

 

− 2

 

 

0

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

5

и вектора

 

 

=

−1

.

a

b

 

 

 

0

− 2

5. Найти главные значения и главные векторы симметричного тензора 2 ран-

7

0

0

 

га

0

1

−3

.

 

0

−3

− 2

 

6.Найти главный декартов базис для тензора п. 5 и записать тензор в этом базисе.

7.Вычислить линейный, квадратичный и кубичный инварианты симметрич-

1

6

1

 

ного тензора второго ранга

6

− 4

0

.

 

1

0

3

 

8. Представить тензор п.7 в виде суммы девиатора и шарового тензора.

 

0

0

0

 

9. Состояние среды задаётся тензором напряжений:

0

4

0

. Какие дей-

 

0

0

1

 

ствия произведены над средой? Найти вектора ϕ(n1 ) , ϕ(n2 ) , ϕ(n3 ) .

10. Найти вектор напряжений для случая, описанного в п.7, на площадке с

−1

нормальным вектором n = 0 , а также его нормальную и касательную сос-

1

тавляющие.

11. Найти тензор деформаций, если поле смещений определяется выражени-

ем u (r )=10−2 ((5x − 2z)i + (7x − y)j + (2x +3y − z)k ), определить тип деформаций и вычислить объёмную деформацию.

323

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 7

1. Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена из старой путем поворота на угол π / 4 вокруг оси абсцисс.

 

 

 

1

 

2. Найти координаты вектора

 

=

2

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

−1

1

4

 

 

−1

8

2

 

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

 

 

−2

−2

−7

 

 

 

и найти его свёртку.

 

 

 

1

 

−5

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

2

и вектора

 

 

= 2

.

a

b

 

 

−1

−1

5. Найти главные значения и главные векторы симметричного тензора 2 ран-

1

2

0

 

га

2

3

0

.

 

0

0

2

 

6.Найти главный декартов базис для тензора п. 5 и записать тензор в этом базисе.

7.Вычислить линейный, квадратичный и кубичный инварианты симметрич-

 

0

2

−1

 

 

 

 

ного тензора второго ранга

2

− 2

0 .

 

 

 

 

−1

0

1

 

 

 

 

8. Представить тензор п.7 в виде суммы девиатора и шарового тензора.

 

 

 

−1

0

0

 

9. Состояние среды задаётся тензором напряжений:

0

2

2

. Какие дей-

 

 

 

 

0

2

1

 

 

 

 

 

 

ствия произведены над средой? Найти вектора ϕ(n1 ) , ϕ(n2 ) , ϕ(n3 ) .

10. Найти вектор напряжений для случая, описанного в п.7, на площадке с

−1

нормальным вектором n = 0 , а также его нормальную и касательную сос-

1

тавляющие.

11. Найти тензор деформаций, если поле смещений определяется выражени-

ем u (r )=10−3 ((− x + 2y −3z)i +(x −5y + 2z)j +(x − y +3z)k ), определить тип дефор-

маций и вычислить объёмную деформацию.

324

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 8

1. Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена из старой путем поворота на угол π / 4 вокруг оси ординат.

 

 

 

− 2

 

2. Найти координаты вектора

 

=

−1

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

2

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

5

5

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

 

1

0

−3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

− 2

 

и найти его свёртку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 2

 

3

 

 

 

 

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

−1 и вектора

 

 

=

2

.

 

 

 

a

b

 

 

 

 

 

 

2

 

0

 

 

 

 

 

5. Найти главные значения и главные векторы симметричного тензора 2 ран-

 

3

1

0

 

га

1

3

0

.

 

0

0

2

 

 

 

6.Найти главный декартов базис для тензора п. 5 и записать тензор в этом базисе.

7.Вычислить линейный, квадратичный и кубичный инварианты симметрич-

1

0

0

 

ного тензора второго ранга

0

− 3

2

.

 

0

2

−1

 

 

 

8. Представить тензор п.7 в виде суммы девиатора и шарового тензора.

 

0

0

0

 

9. Состояние среды задаётся тензором напряжений:

0

1

0

. Какие дей-

 

0

0

5

 

 

 

ствия произведены над средой? Найти вектора ϕ(n1 ) , ϕ(n2 ) , ϕ(n3 ) .

10. Найти вектор напряжений для случая, описанного в п.7, на площадке с

−1

нормальным вектором n = 0 , а также его нормальную и касательную сос-

1

тавляющие.

11. Найти тензор деформаций, если поле смещений определяется выражени-

ем u (r )=10−4 ((4x − y + 6z)i + (2x − y)j + (− y + z)k ), определить тип деформаций и вычислить объёмную деформацию.

325

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 9

1. Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена из старой путем поворота на угол π / 4 вокруг оси аппликат.

 

 

 

−3

 

2. Найти координаты вектора

 

=

−3

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

2

1

2

 

3

0

−5

 

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

 

 

4

−1

8

 

 

 

и найти его свёртку.

 

 

 

−3

 

 

−1

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

−3

и вектора

 

 

=

− 2

.

a

b

 

 

−1

1

5. Найти главные значения и главные векторы симметричного тензора 2 ран-

7

0

0

 

га

0

5

−1

.

 

0

−1

0

 

6.Найти главный декартов базис для тензора п. 5 и записать тензор в этом базисе.

7.Вычислить линейный, квадратичный и кубичный инварианты симметрич-

2

1

1

 

ного тензора второго ранга

1

− 4

0

.

 

1

0

2

 

8. Представить тензор п.7 в виде суммы девиатора и шарового тензора.

 

7

0

0

 

9. Состояние среды задается тензором напряжений:

0

0

0

. Какие дей-

 

0

0

1

 

ствия произведены над средой? Найти вектора ϕ(n1 ) , ϕ(n2 ) , ϕ(n3 ) .

10. Найти вектор напряжений для случая, описанного в п.7, на площадке с

−1

нормальным вектором n = 0 , а также его нормальную и касательную сос-

1

тавляющие.

11. Найти тензор деформаций, если поле смещений определяется выражени-

ем u (r )=10−2 ((7x −3y + z)i + (x + 4 y)j + (x − 2 y +3z)k ), определить тип деформа-

ций и вычислить объёмную деформацию.

326

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 10

1.

Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена

из старой путем поворота на угол 3π / 4 вокруг оси абсцисс.

 

 

 

2

 

2.

Найти координаты вектора

 

=

5

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

 

2

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

 

4

3

2

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

7

1

1

−2

−1

0

и найти его свёртку.

 

 

2

 

2

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

5 и вектора

 

 

=

7

.

a

b

 

 

 

2

 

 

0

 

5. Найти главные значения и главные векторы симметричного тензора 2 ран-

2

0

0

 

га

0

4

− 2

.

 

0

− 2

1

 

 

 

6.Найти главный декартов базис для тензора п. 5 и записать тензор в этом базисе.

7.Вычислить линейный, квадратичный и кубичный инварианты симметрич-

 

3

− 1

2

 

ного тензора второго ранга

−1

−8

0

.

 

2

0

−2

 

8. Представить тензор п.7 в виде суммы девиатора и шарового тензора.

− 2

0

0

 

9. Состояние среды задается тензором напряжений:

0

2

0

. Какие

 

0

0

0

 

действия произведены над средой? Найти вектора ϕ(n1 ) , ϕ(n2 ) , ϕ(n3 ) .

10. Найти вектор напряжений для случая, описанного в п.7, на площадке с

−1

нормальным вектором n = 0 , а также его нормальную и касательную сос-

1

тавляющие.

11. Найти тензор деформаций, если поле смещений определяется выражени-

ем u (r )=10−4 ((−5y + 2z)i +(2x +6y − z)j +(2y − z)k ), определить тип деформаций и вычислить объёмную деформацию.

327

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 11

1. Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена из старой путем поворота на угол 3π / 4 вокруг оси ординат.

−1

2. Найти координаты вектора a = 3 в новой системе координат п.1. Вы-

1

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

0

− 3

1

 

 

5

−1

0

 

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

 

 

1

2

0

 

 

 

и найти его свёртку.

 

 

−1

 

6

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

3

и вектора

 

 

=

2

.

a

b

 

 

 

1

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

5. Найти главные значения и главные векторы симметричного тензора 2 ран-

0

5

0

 

га

5

−1

0

.

 

0

0

2

 

6.Найти главный декартов базис для тензора п. 5 и записать тензор в этом базисе.

7.Вычислить линейный, квадратичный и кубичный инварианты симметрич-

 

9

−5

−3

 

ного тензора второго ранга

−5

0

0

.

−3

0

2

 

8. Представить тензор п.7 в виде суммы девиатора и шарового тензора.

1

0

0

 

9. Состояние среды задаётся тензором напряжений:

0

0

0

. Какие дей-

 

0

0

2

 

ствия произведены над средой? Найти вектора ϕ(n1 ) , ϕ(n2 ) , ϕ(n3 ) .

10. Найти вектор напряжений для случая, описанного в п.7, на площадке с

−1

нормальным вектором n = 0 , а также его нормальную и касательную сос-

1

тавляющие.

11. Найти тензор деформаций, если поле смещений определяется выражени-

ем u (r )=10 −3 ((3x + y − z )i + (x + 3 y ) j + (x − z ) k ), определить тип деформаций и вычислить объёмную деформацию.

328

Терехов С.В. Математический инструментарий для студентов-физиков.

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 12

1.

Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена

из старой путем поворота на угол 3π / 4 вокруг оси аппликат.

 

 

 

 

0

 

2.

Найти координаты вектора

 

=

− 2

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

− 2

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

 

 

 

 

 

 

 

1

2

1

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора 2

4

−4

 

и найти его свёртку.

 

 

 

 

3

6

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

− 2

 

 

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

− 2

и вектора

 

 

= 4 .

 

 

 

a

b

 

 

 

 

 

− 2

−1

 

 

 

5. Найти главные значения и главные векторы симметричного тензора 2 ран-

 

4

−1

0

 

га

−1 − 4

0 .

 

0

0

3

6.Найти главный декартов базис для тензора п. 5 и записать тензор в этом базисе.

7.Вычислить линейный, квадратичный и кубичный инварианты симметрич-

 

0

0

1

 

ного тензора второго ранга

0

0

4

.

 

1

4

− 2

 

 

 

8. Представить тензор п.7 в виде суммы девиатора и шарового тензора.

−1

0

0

 

9. Состояние среды задаётся тензором напряжений:

0

2

0

. Какие дей-

 

0

0

0

 

 

 

ствия произведены над средой? Найти вектора ϕ(n1 ) , ϕ(n2 ) , ϕ(n3 ) .

10. Найти вектор напряжений для случая, описанного в п.7, на площадке с

−1

нормальным вектором n = 0 , а также его нормальную и касательную сос-

1

тавляющие.

11. Найти тензор деформаций, если поле смещений определяется выражением u (r )=10−2 ((− x − y + 2z)i + (4x + y)j + (y − z)k ), определить тип деформаций и

вычислить объёмную деформацию.

329

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]