Вычисление потока
Рассмотрим несколько способов вычисления потока.
1). Вычисление потока по формуле .
При использовании этой формулы надо вычислить и
например,
для поверхности с уравнением
.
Пример 1. Заряд помещен в начало координат и создает поле напряженностей
. Вычислить поток этого поля через поверхность сферы радиусом
с центром в начале координат и нормальным вектором, направленным от начала координат.
Решение. Так как единичный вектор нормали к сфере коллинеарен радиус-вектору
, то
. Тогда
. На поверхности сферы
,
; площадь поверхности сферы
. Поэтому
.
Заметим, что величина потока не зависит от радиуса сферы.
Пример 2. Вычислить поток поля через верхнюю сторону части плоскости
, расположенной в первом октанте (рис. 4).
Решение. Вычислим поток по формуле
.
Нормальный вектор плоскости есть вектор
; единичный нормальный вектор
. Его третья координата положительна, следовательно, он составляет с осью
острый угол и определяет верхнюю сторону поверхности. Вычислим скалярное произведение
на плоскости
.
Теперь вычислим элемент . Тогда получим
.
Проекция поверхности
на плоскость
есть треугольник в плоскости
, ограниченный линиями
. Поэтому