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

MI_T2TerekhovSV

.pdf
Скачиваний:
281
Добавлен:
13.04.2015
Размер:
14.02 Mб
Скачать

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

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 13

1.

Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена

из старой путем поворота на угол 2π / 3 вокруг оси абсцисс.

 

 

 

3

 

2.

Найти координаты вектора

 

=

1

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

 

1

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора 1

2

4

и найти его свёртку.

 

 

 

 

 

 

1

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

5

 

 

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

1

и вектора

 

 

=

1

.

 

 

a

b

 

 

 

 

 

1

 

 

6

 

 

 

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

 

1

0

0

 

га

0

2

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

0

1

.

 

2

1

2

 

 

 

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

3

 

 

 

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 )=104 ((4x 5z)i + (2x y +5z)j + (2 y x)k ), определить тип деформаций и вычислить объёмную деформацию.

330

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

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 14

1.

Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена

из старой путем поворота на угол 2π / 3 вокруг оси ординат.

 

 

 

1

 

2.

Найти координаты вектора

 

=

2

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

 

4

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

4

2

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

 

2

0

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

2

 

и найти его свёртку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Найти внешнее произведение вектора a =

2

 

и вектора b

=

5

.

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

0

1

0

 

га

1

2

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-

 

6

2

3

 

ного тензора второго ранга

2

0

1

.

 

3

1

7

 

 

 

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 дейст-

 

0

0

0

 

 

 

вия 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 )=102 ((9x + y 2z)i +(4x 2y + z)j +(x z)k ), определить тип деформаций

и вычислить объёмную деформацию.

331

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

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 15

1.

Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена

из старой путем поворота на угол 2π / 3 вокруг оси аппликат.

 

 

 

2

 

2.

Найти координаты вектора

 

=

1

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

 

1

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

 

1

5

1

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

1

1

3

 

3

1

1

и найти его свёртку.

 

 

 

2

 

 

5

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

1

и вектора

 

 

=

4

.

a

b

 

 

1

6

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

 

2

3

0

 

га

3

1

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-

1

1

2

 

ного тензора второго ранга

1

0

1

.

 

2

1

1

 

 

 

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

1

0

0

 

9. Состояние среды задаётся тензором напряжений:

0

5

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 )=103 ((y z)i +(x y)j +(z x)k ), определить тип деформаций и вычис-

лить объёмную деформацию.

332

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

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 16

1.

Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена

из старой путем поворота на угол 5π / 6 вокруг оси абсцисс.

 

 

 

1

 

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

0

0

 

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

2

1

4

 

4

2

0

и найти его свёртку.

 

 

1

 

1

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

2

и вектора

 

 

=

1

.

a

b

 

 

 

2

 

 

4

 

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

 

2

1

0

 

га

1

1

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-

 

3

2

2

 

ного тензора второго ранга

2

1

2

.

 

2

2

0

 

 

 

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 сост-

1

авляющие.

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

ем u (r )=104 ((2x y 2z)i +(3x + 2y z)j +(y z)k ), определить тип деформаций

и вычислить объёмную деформацию.

333

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

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 17

1. Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена из старой путем поворота на угол 5π / 6 вокруг оси ординат.

 

 

2

 

 

 

 

 

2. Найти координаты вектора

 

=

0

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

2

 

 

 

 

 

 

4

3

 

 

 

 

 

2

6

4

 

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

 

 

 

 

 

 

1

0

8

 

 

 

 

 

 

 

и найти его свёртку.

 

 

2

 

 

3

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

0

и вектора

 

 

=

1

.

a

b

 

 

 

1

6

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

2

1

0

 

га

1

1

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-

1

1

1

 

ного тензора второго ранга

1

3

1

.

 

1

1

5

 

 

 

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 )=102 ((y z)i + (x z)j + (y x)k ), определить тип деформаций и вы-

числить объёмную деформацию.

334

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

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 18

1.

Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена

из старой путем поворота на угол 5π / 6 вокруг оси аппликат.

 

 

 

 

1

 

2.

Найти координаты вектора

 

=

1

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

1

4

5

 

6

1

4

 

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

 

 

1

4

1

 

 

 

и найти его свёртку.

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a =

1

 

и вектора b

=

2

.

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

2

1

0

 

га

1

0

0

.

 

0

0

4

 

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

7.Вычислить линейный, квадратичный и кубичный инварианты симметрич-

 

4

2

8

 

ного тензора второго ранга

2

1

3

.

 

8

3

2

 

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

 

1

0

0

 

9. Состояние среды задаётся тензором напряжений:

0

5

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 )=104 ((2x + 2 y + z)i +(3y x)j +(2z x)k ), определить тип деформаций и

вычислить объёмную деформацию.

335

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

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 19

1. Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена из старой путем поворота на угол π / 2 вокруг оси абсцисс.

 

 

 

3

 

2. Найти координаты вектора

 

=

5

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

2

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

2

2

2

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

2

3

1

 

2

3

2

и найти его свёртку.

 

 

3

 

3

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

5

и вектора

 

 

= 0

.

a

b

 

 

 

2

 

2

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

 

1

1

0

 

га

1

2

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-

5

4

1

 

 

 

 

ного тензора второго ранга

4

1

1 .

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

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 выражением u (r )=102 ((x 4 y)i + (x + 2 y)j + (y x)k ), определить тип деформаций и вы-

числить объёмную деформацию.

336

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

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 20

1. Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена из старой путем поворота на угол π / 2 вокруг оси ординат.

 

 

0

 

2. Найти координаты вектора

 

=

2

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

8

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

8

5

7

 

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

3

0

5

 

1

1

1

и найти его свёртку.

 

 

0

 

1

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

2

и вектора

 

 

=

0

.

a

b

 

 

 

8

 

1

 

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

2

0

0

 

га

0

3

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

2

 

ного тензора второго ранга

1

1

4

.

 

2

4

3

 

 

 

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 )=103 ((z y)i + (z + 2 y)j + (y z)k ), определить тип деформаций и вы-

числить объёмную деформацию.

337

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

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 21

1. Найти матрицу преобразования, если новая система координат получена из старой путем поворота на угол π / 2 вокруг оси аппликат.

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.

 

 

 

 

 

1

3

5

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора 3

2

4

 

и найти его свёртку.

1

4

0

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

= 3 и вектора

 

 

= 1

.

 

 

 

a

b

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

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

 

2

0

0

 

га

0

1

1

.

 

0

1

1

 

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

3

 

ного тензора второго ранга

1

2

1

.

 

3

1

1

 

 

 

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

 

0

0

0

 

9. Состояние среды задаётся тензором напряжений:

0

3

0

. Какие дей-

 

0

0

3

 

 

 

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 )=104 ((x + z)i +(x + y)j +(x y +2z)k ), определить тип деформаций и вы-

числить объёмную деформацию.

338

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

Задания для самостоятельного решения

XIII. Тензорная алгебра

Вариант 22

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

 

 

4

 

2. Найти координаты вектора

 

=

1

в новой системе координат п.1. Вы-

a

 

 

 

2

 

числить длину данного вектора в старой и новой системах координат.

 

4

1

3

3. Выделить симметричную и антисимметричную части тензора

3

4

6

 

1

2

0

 

и найти его свёртку.

 

 

4

 

0

 

4. Найти внешнее произведение вектора

 

=

1

и вектора

 

 

=

2

.

a

b

 

 

 

2

 

 

1

 

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

 

8

0

0

 

га

0

0

2

.

 

0

2

2

 

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

7.Вычислить линейный, квадратичный и кубичный инварианты симметрич-

3

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

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 )=102 ((x y z)i +(y + 2z)j +(x + y 2z)k ), определить тип деформаций

и вычислить объёмную деформацию.

339

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]