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Stokesscher Integralsatz
 
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Henri



Anmeldungsdatum: 08.02.2014
Beiträge: 82

Beitrag Henri Verfasst am: 08. Feb 2015 18:50    Titel: Stokesscher Integralsatz Antworten mit Zitat

Hi,

Ich habe hier eine Aufgabe aus der ich nicht recht schlau werde. Es geht um die Rotation eines Vektorfeldes H. Das Vektorfeld ist in kartesischen Koordinaten gegeben:



Nun soll mithilfe des Stokesschen Satzes gezeigt werden, dass:

mit einer Amplitude C.

Ich habe versucht die Rotation ohne Stokes auszurechnen:



Ich weiß nicht wie ich hier den Stokesschen Satz anwenden kann. Denn dazu müsste ich ja den Rand entlang integrieren. Was ist hier aber der Rand grübelnd Meiner Meinung nach R^3 mit z=0, aber damit komme ich nicht weiter.

Lg
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583

Beitrag jh8979 Verfasst am: 08. Feb 2015 19:33    Titel: Re: Stokesscher Integralsatz Antworten mit Zitat

Henri hat Folgendes geschrieben:



Das ist falsch.
bernd12345
Gast





Beitrag bernd12345 Verfasst am: 08. Feb 2015 19:57    Titel: Antworten mit Zitat

Tipp: Die Kreisformel für Mittelpunkt im Ursprung und Radius r lautet



Vielleicht passt das ja für eine geeignete Koordinatentransformation, die du kennst.
Henri



Anmeldungsdatum: 08.02.2014
Beiträge: 82

Beitrag Henri Verfasst am: 09. Feb 2015 13:09    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,

Bei der Rotation habe ich wirklich einigen Unsinn aufgeschrieben (nebst falscher Pfeile usw.). So müsste es richtig sein:



Die entsprechende Transformation wäre in Polarkoordinaten, ich werde mal probieren wie mir das weiterhilft!

Lg

edit: habe ich noch verbessert, ist mir nach dem Absenden dann auch aufgefallen Haue / Kloppe / Schläge


Zuletzt bearbeitet von Henri am 09. Feb 2015 13:13, insgesamt 2-mal bearbeitet
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583

Beitrag jh8979 Verfasst am: 09. Feb 2015 13:10    Titel: Antworten mit Zitat

Ganz rechts fehlt der Vektor... aber ansonsten kann man das auch noch vereinfachen...
bernd12345
Gast





Beitrag bernd12345 Verfasst am: 11. Feb 2015 15:17    Titel: Antworten mit Zitat

Henri hat Folgendes geschrieben:
Hi,

Bei der Rotation habe ich wirklich einigen Unsinn aufgeschrieben (nebst falscher Pfeile usw.). So müsste es richtig sein:



Die entsprechende Transformation wäre in Polarkoordinaten, ich werde mal probieren wie mir das weiterhilft!

Lg

edit: habe ich noch verbessert, ist mir nach dem Absenden dann auch
aufgefallen Haue / Kloppe / Schläge


Wenn du das weiter umformst, steht da aber "0"
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583

Beitrag jh8979 Verfasst am: 11. Feb 2015 16:04    Titel: Antworten mit Zitat

bernd12345 hat Folgendes geschrieben:

Wenn du das weiter umformst, steht da aber "0"

Korrekt, das ist ja auch richtig. Es soll ja rauskommen, und diese Funktion ist überall Null, bis auf ____ .
Henri



Anmeldungsdatum: 08.02.2014
Beiträge: 82

Beitrag Henri Verfasst am: 16. Feb 2015 13:32    Titel: Antworten mit Zitat

Ah ja, in der Tat...



Würde ich als Deltafunktion mit "Amplitude" 2A interpretieren; wenn x und y gleichzeitig 0 sind, dann wird der Wert unendlich, ansonsten 0. D.h. ich habe eine zweidimensionale Deltafunktion:

multipliziert mit e_z und 2A.

Was hat der Stokessche Integralsatz damit zu tun grübelnd
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583

Beitrag jh8979 Verfasst am: 16. Feb 2015 13:46    Titel: Antworten mit Zitat

Henri hat Folgendes geschrieben:

Würde ich als Deltafunktion mit "Amplitude" 2A interpretieren; wenn x und y gleichzeitig 0 sind, dann wird der Wert unendlich, ansonsten 0. D.h. ich habe eine zweidimensionale Deltafunktion:

Die definierenden Eigenschaften der Deltafunktion sind:
1. , wenn .
2. , wenn x=0 im Integrationsgebiet liegt.

Das erste hast Du schon gezeigt. Das zweite fehlt noch.
bernd12345
Gast





Beitrag bernd12345 Verfasst am: 17. Feb 2015 15:52    Titel: Antworten mit Zitat

Henri hat Folgendes geschrieben:
...
Was hat der Stokessche Integralsatz damit zu tun grübelnd


In Zylinderkoordinaten gilt:



wegen:

Satz von Stokes sagt:



Uns das musst du jetzt entsprechend mit einem Flächenintegral der Deltafunktionendarstellung der Rotation vergleichen!
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583

Beitrag jh8979 Verfasst am: 17. Feb 2015 18:30    Titel: Antworten mit Zitat

bernd12345 hat Folgendes geschrieben:

Satz von Stokes sagt:


Der Satz von Stokes ist hier leider nicht so einfach anwendbar, da H in x=y=0 nicht definiert ist. Ansonsten stuende da ja auch 0=2*pi*A (Du hast auch ein 1/r zuviel in H).

Der korrekte Beweis ist vermutlich bisschen Fummelarbeit...
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