【第二类曲面积分】- 图解高等数学 19
第一类曲面积分(对面积的曲面积分)的物理意义就是对于密度分布不均匀的曲面要计算其质量.
而第二类曲线积分物理意义是求质点在向量场作用力下沿着曲线做功的总量.
上一次已经介绍了向量场的概念, 现在看下面一个应用 - 力场中质点的运动, 它的轨迹比较复杂(螺旋线), 并且外力不是恒力. 也就是每个点处的外力都不一样, 现在想要算出外力所做的总功, 数学上就是第二类线积分(在向量场中的线积分)来解决.
可以看下面动图显示两类线积分的区别,
其中F 是作用力向量, T 是曲线 C 上单位切向量. F和T的内积实际上就是 F 在单位切向量上的投影, 计算出来的结果再做第一类曲线积分.
也就是把曲线轨迹分成这些很小很小的线段, 对每个线段都有一个与之对应的单位切向量, 并求出每个向量与对应外力的点积, 并把所有的点积加起来, 自然而然就得到所求的结果.
我们来观察下面的动画来理解整个过程:
真正计算的话, 并不会按照定义的方式来进行, 假设 F= {f,g,h} 有三个分量, 且曲线 C 的参数方程为: r(t)=(x(t), y(t), z(t)), a ≤ t ≤ b, 则会按照下面式子来进行计算线积分的结果.
上面就是制作的图解高等数学第二类曲线积分例子. 好了, 现在让我们在下一篇的中来看一看其他高数相关概念的动图.
因为本人水平有限, 疏忽错误在所难免, 所以还请各位老师和朋友不吝赐教, 多提宝贵意见, 帮助我改进这个系列. 感谢关注! Thanks!
图解高等数学系列微文:
赞 (0)