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[quote="Myon"]Zu c): hast Du einmal versucht, die Divergenz und die Rotation von F mit Hilfe der entsprechenden Operatoren in Kugelkoordinaten auszurechnen? Bei der Rotation sollte ja klar sein, was da herauskommt, wenn ein Potential existiert. Zudem sieht man sofort, dass alle Grössen verschwinden, wenn man die Rotatio in Kugelkoordinaten ausdrückt. Bei der Divergenz kann man zur Überprüfung des Resultats auch verwenden, dass für ein Vektorfeld der Form [latex]\vec{F}(\vec{r})=f(r)\vec{r}[/latex] mit einer skalaren Funktion f(r) gilt [latex]\nabla\cdot\vec{F}(\vec{r})=3f(r)+rf'(r)[/latex] Zu d): Ja, mit dem Satz von Stokes kann man einfach begründen, dass hier das Wegintegral über eine geschlossene Kurve gleich null sein muss. Es soll aber noch explizit das Wegintegral für eine geschlossene kreisförmige Kurve berechnet werden. Dazu parametrisiert man den Weg, d.h. man definiert eine Funktion [latex]\gamma:[a,b]\rightarrow \mathbb{R}^3[/latex] deren Funktionswerte die Kurve durchlaufen. In diesem Fall mit einem Kreis in der xy-Ebene sollte es nicht so schwierig sein, eine solche Parametrisierung zu finden. Für das Wegintegral gilt dann [latex]\int\limits_\text{Kurve}\vec{F}(\vec{r})\cdot\dd\vec{r}=\int\limits_a^b\vec{F}(\gamma(t))\cdot\dot{\gamma}(t)\,\dd t[/latex][/quote]
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Myon
Verfasst am: 28. Dez 2023 08:46
Titel:
Sirius02 hat Folgendes geschrieben:
Also wir wissen, dass dS nur eine Komponente in z Richtung haben kann
Hmm, ich weiss nicht, was Du meinst. Die Integration findet entlang eines Kreises in der xy-Ebene statt. Da der Integrationsweg überall senkrecht auf F(r) steht, wird das Integral gleich 0.
Das soll nun noch explizit gezeigt werden. Oben ist die Kurve gamma(t) angegeben. Dieses gamma musst Du nur noch in F(r) einsetzen und das Integral, genau wie es oben steht, hinschreiben. Das Skalarprodukt sollte verschwinden.
Sirius02
Verfasst am: 27. Dez 2023 18:30
Titel:
Ah oke danke. Komssidch, dass wir die Formel nie so besprochen haben
Mit der d bin ich immer noch etwas überfordert.
Also wir wissen, dass dS nur eine Komponente in z Richtung haben kann
Myon
Verfasst am: 27. Dez 2023 13:05
Titel:
Ja, das führt nicht weiter. Entweder schreibst Du das Vektorfeld in kartesischen Koordinaten
und berechnest dann rot(F) mit der bekannten Definition wie
hier
angegeben.
Einfacher geht es aber in Kugelkoordinaten. In Kugelkoordinaten ist nur die Koordinate zum Basisvektor e_r von null verschieden:
Nun die Rotation in Kugelkoordinaten wie
hier
angegeben darauf anwenden. Da
ist klar, dass rot(F)=0 gilt.
Sirius02
Verfasst am: 27. Dez 2023 08:50
Titel:
Möglicherweise bin ich gedanklich iwo komplett falsch abgebogen, aber wenn ich die Rotation in kugelkoordinaten berechne, müsste diese doch wie folgt aussehen:
Aber es kommt nicht null raus
Myon
Verfasst am: 24. Dez 2023 11:13
Titel:
Das gegebene Vektorfeld hat nur eine Komponente in Richtung e_r, und als einzige Variable tritt r auf. Da liegt es nahe, Kugelkoordinaten zu verwenden. So wie das Vektorfeld gegeben ist, kann man die Divergenz und die Rotation in Kugelkoordinaten direkt darauf anwenden.
Den in d) angegebenen Weg könnte man durch
parametrisieren.
Sirius02
Verfasst am: 24. Dez 2023 08:48
Titel:
Wie kommt man darauf, dass man diese Koordinaten nutzen sollte? Also woran erkennt man das und warum?
Und bin ej der d mit der parametrisierubg ein bisschen überfordert
Myon
Verfasst am: 23. Dez 2023 16:44
Titel:
Zu c): hast Du einmal versucht, die Divergenz und die Rotation von F mit Hilfe der entsprechenden Operatoren in Kugelkoordinaten auszurechnen? Bei der Rotation sollte ja klar sein, was da herauskommt, wenn ein Potential existiert. Zudem sieht man sofort, dass alle Grössen verschwinden, wenn man die Rotatio in Kugelkoordinaten ausdrückt.
Bei der Divergenz kann man zur Überprüfung des Resultats auch verwenden, dass für ein Vektorfeld der Form
mit einer skalaren Funktion f(r) gilt
Zu d): Ja, mit dem Satz von Stokes kann man einfach begründen, dass hier das Wegintegral über eine geschlossene Kurve gleich null sein muss.
Es soll aber noch explizit das Wegintegral für eine geschlossene kreisförmige Kurve berechnet werden. Dazu parametrisiert man den Weg, d.h. man definiert eine Funktion
deren Funktionswerte die Kurve durchlaufen. In diesem Fall mit einem Kreis in der xy-Ebene sollte es nicht so schwierig sein, eine solche Parametrisierung zu finden.
Für das Wegintegral gilt dann
Sirius02
Verfasst am: 23. Dez 2023 08:48
Titel: Gravitationskraft
Meine Frage:
Hey bei folgender Aufgabe komme ich nicht weiter.
Meine Ideen:
a undnb habe ich hinbekommen aber iwie bekomme ich das mit der rotazion und divergenz nicht hin. Ebenso die Aufgabe mit dem Integral. Also ich weiß, dass ich da den Satz von stokes verwenden muss aber kann das iwie alles nicht anwenden