Кривол-й интеграл 2-го рода по коорд-м
Задача о работе силового поля.
Кривол-й интеграл 2 рода (по коорд-м). Св-ва, вычисление, применение.
Предположим, что в обл-ти задано плоское силовое поле. Т. е. на материальную точку в
действует сила
определенная для всякой точки
Считаем, что поле стационарное (не зависит от времени
)
Пусть материальная точка движется по линии
Разобьем линию на частей точками
Работа на отрезке равна
или
Тогда
Просуммируем по всем отрезкам
Выражение в правой части наз-ся интегр-й суммой по линии
Пусть
длина частичного участка разбиения кривой
Переходя к пределу
получим истинную величину работы
Определение.Кривол-м интегр-м 2-го рода по линии наз-ся предел интегр-й суммы при стремлении к 0 длины наиб-го частичного участка разбиения кривой
В частности, если то интеграл примет вид
и наз-ся кривол-м интегралом по коорд-те
Если
то интеграл примет вид
и наз-ся криволинейным интегралом по координате
Работа силового поля по кривой
есть
где
- проекции сил поля на оси координат.
Вычисление кривол-го интеграла 2-го рода. Оно сводится к вычислению определенных интегралов.
Например, вычислим кривол-й интеграл 2-го рода от точки
до точки
по линии
заданной парам-ски
где ф-ции
непрерывны со своими производными. Рассмотрим интегральную сумму
Из формулы Лагранжа
В качестве промежуточной точки выберем
Преобразованная сумма будет обыкнов-й интегр-й суммой для ф-ции одной переем-й
а ее предел – определ-м интегр-м
Т. е.
Аналогично
Правило. Вычисление кривол-го интеграла 2-го рода от точки до точки
по линии
производится по формуле
Следовательно, кривол-й интеграл 2-го рода всегда сущ-т, если непрерывны, а
непрерывны со своими производными.
Если ур-е линии задано в явном виде то, полагая
имеем
Если линия задана ур-ми разных видов, то линию нужно разбить на отдельные участки интегр-я.