Ротор векторного поля. Теорема Стокса в векторній формі.

Вихревым вектором(вихрем), илироторомвекторного поляназывается вектор, имеющий координаты:

Тем самым векторное поле порождает векторное поле вихря

Через символический вектор Гамильтона вихревой вектор записывается как векторное произведение векторана вектор полят. е.

Как легко видеть, выражение

стоящее под знаком поверхностного интеграла в формуле Стокса, представляет собой скалярное произведениевихря векторного поляна единичный вектор нормалик поверхностиS.

Следовательно, формулу Стоксаможно представить в векторной форме следующим образом:

Левая и правая части формулы (3.44) представляют, соответственно, циркуляцию векторного поля и поток его вихря. Значит, формула Стокса утверждает: циркуляция векторного поляпо замкнутому контуруLравна потоку его вихря(M)через поверхностьS, натянутую на этот контур.

Можно определить проекцию вектора на любое направлениеследующим образом:

т.е. есть вектор, проекция которого на любое направлениеравна пределу отношения циркуляции векторного поля по контуруLплоской площадкиτ, перпендикулярной этому направлению, к площади этой площадки, когда размеры этой площадки стремятся к нулю.

Или другими словами: есть вектор, нормальный к поверхности, на которой плотность циркуляции достигает наибольшего значения.

Это, кроме прочего, означает и то, что вихрь поля (как и градиент, так и дивергенция) не зависит от выбора системы координат, а является характеристикой самого поля.

Полезно самостоятельно показать такие свойства вихревого поля, как:

Потенціальне поле. Потенціал векторного поля, його знаходження.

Векторное поле называетсяпотенциальным, если оно является полем градиентов некоторой скалярной функцииφ(M), т. е.. В этом случае функцияφ(M)называется потенциалом поля. Имеет место важное утверждение.

Теорема 3.5.

Если векторное поле непрерывно дифференцируемо в замкнутой односвязной областиV, то каждое из следующих четырёх предложений равносильно любому другому из них:

1. –  потенциальное поле;

2. –  безвихревое поле;

3. циркуляция поля по любому замкнутому контуру, лежащему внутри области V, равна нулю;

4. криволинейный интеграл не зависит от формы пути интегрирования.

Если φ(М)– потенциал поля , то потенциалом этого поля, как легко видеть, будет и любая другая функция видаψ(М)=φ(М) + const.

Любой потенциал φ(М)поляочевидно, можно представить в виде:

27.Диференціальне рівняння першого порядку (означення). Частинний і загальний розв'язок (інтеграл) диференціального рівняння. Задача Коші. Теорема про існування і сяйність розв'язку задачі Коші.

28.Диференціальне рівняння з відокремлюваними змінними. Метод знаходження загального розв'язку (загального інтегралу). Однорідні диференціальні рівняння першого роду. Знаходження загального розв'язку.

29.Лінійні диференціальні рівняння першого порядку: рівняння Бернулі. Метод варіації довільної сталої, метод Бернулі.

30.Диференціальні рівняння вищих порядків, які допускають пониження порядку.

60