Gauss, Stokes, Maxwell. Vektorski identiteti ( ),

Σχετικά έγγραφα
- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

2.7 Primjene odredenih integrala

Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

Skalarni umnozak vektora je skalar: a b = a b cos ϕ ; ϕ kut izmedju vektor a i b.

5. PARCIJALNE DERIVACIJE

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

Elementi spektralne teorije matrica

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

1.4 Tangenta i normala

Vektori. 28. studenoga 2017.

Vrijedi relacija: Suma kvadrata cosinusa priklonih kutova sile prema koordinatnim osima jednaka je jedinici.

SVEUČILIŠTE J. J. STROSSMAYERA U OSIJEKU Odjel za matematiku Sveučilišni preddiplomski studij matematike. Zrinka Bertić GREENOV TEOREM I PRIMJENE

LEKCIJE IZ MATEMATIKE 1

Algebra Vektora. pri rješavanju fizikalnih problema najčešće susrećemo skalarne i vektorske

Operacije s matricama

18. listopada listopada / 13

A. Matematičke osnove

Elektricitet i magnetizam. 2. Magnetizam

KONVEKSNI SKUPOVI. Definicije: potprostor, afin skup, konveksan skup, konveksan konus. 1/5. Back FullScr

6. Poopćenja Newton Leibnizove formule

2. KOLOKVIJ IZ MATEMATIKE 1

Analitička geometrija i linearna algebra

MATEMATIKA 1 8. domaća zadaća: RADIJVEKTORI. ALGEBARSKE OPERACIJE S RADIJVEKTORIMA. LINEARNA (NE)ZAVISNOST SKUPA RADIJVEKTORA.

Klasifikacija blizu Kelerovih mnogostrukosti. konstantne holomorfne sekcione krivine. Kelerove. mnogostrukosti. blizu Kelerove.

RADIJVEKTORI. ALGEBARSKE OPERACIJE S RADIJVEKTORIMA. LINEARNA (NE)ZAVISNOST SKUPA RADIJVEKTORA.

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

Linearna algebra I, zimski semestar 2007/2008

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

1 Afina geometrija. 1.1 Afini prostor. Definicija 1.1. Pod afinim prostorom nad poljem K podrazumevamo. A - skup taqaka

P P Ó P. r r t r r r s 1. r r ó t t ó rr r rr r rí st s t s. Pr s t P r s rr. r t r s s s é 3 ñ

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

#6 Istosmjerne struje

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

( , treći kolokvij) 3. Na dite lokalne ekstreme funkcije z = x 4 + y 4 2x 2 + 2y 2 3. (20 bodova)

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

SOPSTVENE VREDNOSTI I SOPSTVENI VEKTORI LINEARNOG OPERATORA I KVADRATNE MATRICE

Ivan Slapničar MATEMATIKA 3. Radna verzija. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje. Split, 2016.

Μηχανική - Ρευστομηχανική

1 Promjena baze vektora

M086 LA 1 M106 GRP Tema: Uvod. Operacije s vektorima.

V(x,y,z) razmatrane povrsi S

Matematika 1 { fiziqka hemija

MATEMATIKA /2012.

1.4 Elementi teorije polja

1. Vektorske i skalarne funkcije

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

Dijagonalizacija operatora

Sustav dvaju qubitova Teorem o nemogućnosti kloniranja. Spregnuta stanja. Kvantna računala (SI) 17. prosinca 2016.

MATEMATIKA I 1.kolokvij zadaci za vježbu I dio

MATEMATIČKE METODE FIZIKE I

Numerička matematika 2. kolokvij (1. srpnja 2009.)

Zadatak 1 Dokazati da simetrala ugla u trouglu deli naspramnu stranu u odnosu susednih strana.

Elektricitet i magnetizam. 1. Elektricitet

Osnove elektrotehnike I popravni parcijalni ispit VARIJANTA A

Ampèreova i Lorentzova sila zadatci za vježbu

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

Π Ο Λ Ι Τ Ι Κ Α Κ Α Ι Σ Τ Ρ Α Τ Ι Ω Τ Ι Κ Α Γ Ε Γ Ο Ν Ο Τ Α

Poglavlje 1. Diferencijalni operatori. 1.1 Pojam derivacije

SVEUČILIŠTE U RIJECI POMORSKI FAKULTET PRIMJENA MATEMATIČKIH ALATA U ELEKTROTEHNICI SKRIPTA ZA VJEŽBE

Geometrija (I smer) deo 1: Vektori

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

MATEMATIKA Pokažite da za konjugiranje (a + bi = a bi) vrijedi. a) z=z b) z 1 z 2 = z 1 z 2 c) z 1 ± z 2 = z 1 ± z 2 d) z z= z 2

Opća bilanca tvari - = akumulacija u dif. vremenu u dif. volumenu promatranog sustava. masa unijeta u dif. vremenu u dif. volumen promatranog sustava

AB rab xi y j. Formule. rt OT xi y j. xi y j. a x1 i y1 j i b x2 i y 2 j. Jedinični vektor vektora O T točke T(x,y)

Magnetsko polje ravnog vodiča, strujne petlje i zavojnice

Elektrodinamika

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

VEKTORI. Opera u Sidneju, Australija

1 η Εργασία Ηµεροµηνία αποστολής: 19 Νοεµβρίου 2006

Maxwellove jednadžbe

(P.I.) PRETPOSTAVKA INDUKCIJE - pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za n = k.

Vektorska analiza doc. dr. Edin Berberović.

y = f(m) ili y = f(x 1, x 2,...,x n ). (1.1)

Funkcije više varijabli, nastavak

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

Principi kvantne mehanike

konst. Električni otpor

Glava 1. Vektori. Definicija 1.1. Dva vektora su jednaka ako su im jednaki pravac, smer i intenzitet.

PRIMJER 3. MATLAB filtdemo

1 Obične diferencijalne jednadžbe

LINEARNA ALGEBRA 1, ZIMSKI SEMESTAR 2007/2008 PREDAVANJA: NENAD BAKIĆ, VJEŽBE: LUKA GRUBIŠIĆ I MAJA STARČEVIĆ

SADRŽAJ. 1. Električni naboj 2. Coulombov zakon 3. Električno polje 4. Gaussov zakon 5. Potencijal elektrostatičkog polja

Analitička geometrija u ravnini

dužina usmjerena (orijentirana) dužina (zna se koja je točka početna, a koja krajnja) vektor

Elektrodinamika ( ) ELEKTRODINAMIKA Q t l R = ρ R R R R = W = U I t P = U I

7 Algebarske jednadžbe

TRIGONOMETRIJSKE FUNKCIJE I I.1.

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

DRUGI KOLOKVIJUM IZ MATEMATIKE 9x + 6y + z = 1 4x 2y + z = 1 x + 2y + 3z = 2. je neprekidna za a =

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

Κεφάλαιο M3. Διανύσµατα

Sustav dvaju qubitova Teorem o nemogućnosti kloniranja Einstein Podolsky Rosenov paradoks. Spregnuta stanja. Kvantna računala (SI) 17. studenog 2017.

Linearna algebra za fizičare, zimski semestar Mirko Primc

Drugi deo (uvoda) Vektori

Ortogonalne transformacije

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

Appendix A. Curvilinear coordinates. A.1 Lamé coefficients. Consider set of equations. ξ i = ξ i (x 1,x 2,x 3 ), i = 1,2,3

Transcript:

Vektorski identiteti ( ), Gauss, Stokes, Maxwell Saša Ilijić 21. listopada 2009. Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.)

Skalarni i vektorski produkt vektora u pravokutnom koordinatnom sustavu Neka su i, j i k jedinični vektori duž x, y i z osi pravokutnog koordinatnog sustava. Skalarni produkt vektora: a = axi + ayj + azk i b = bxi + byj + bzk: a b axbx + ayby + azbz (1) Vektorski produkt vektora a i b: a b i j k ax ay az bx by bz = i (aybz azby) + j(azbx axbz) + k(axby aybx) (2) Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.) 1

Vektorski identiteti (1) a b = b a (3) a b = b a (4) a (b c) = b (c a) = c (a b) (5) a (b c) = (a c)b (a b)c (6) (a b) (c d) = (a c)(b d) (a d)(b c) (7) (a b) (c d) = c ( a (b d) d ( a (b c) = b ( a (c d) a ( b (c d) (8) Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.) 2

Vektorski diferencijalni operator ( nabla ) u pravokutnom koordinatnom sustavu Definicija operatora: i x + j y + k z. (9) Gradijent skalarnog polja ψ (vektorska veličina): ψ = i ψ x + j ψ y + k ψ z (10) Divergencija vektorskog polja A (skalarna veličina): A = A x x + A y y + A z z (11) Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.) 3

Rotacija vektorskog polja A (vektorska veličina): A = i ( A z y A y z ) + j ( A x z A z x ) + k ( A y x A x y ) (12) Laplace-ov operator (dif. operator drugog reda): 2 ψ = ψ = 2 ψ x 2 + 2 ψ y 2 + 2 ψ z 2 (13) 2 A = i 2 Ax + j 2 Ay + k 2 Az (14) Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.) 4

Diferencijalni operator u sfernim koordinatama (r,θ,φ) ψ = er A = 1 r 2 r A = er + eθ ψ r + e θ 1 r ψ θ + e φ ( r 2 1 A r) + r sin θ 1 r sinθ [ 2 ψ = 1 r 2 r [ [ θ 1 r sin θ ( Napomena: r 2 ψ r 1 r sinθ θ ψ φ ( Aθ sinθ A φ) φ Ar φ 1 r ) 1 r 2 r r + 1 r 2 sinθ ( r 2 ψ r ( 1 sinθ A θ) + r sinθ ( ra φ θ ) ] ) ] + eφ ( = 1 r 1 r sinθ ψ θ [ r ) 2 ] r 2(rψ) + Aφ θ ( Ar ra θ) θ 1 r 2 sin 2 θ (15) (16) ] 2 ψ φ 2, (17) (18) Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.) 5

Vektorski identiteti (2) Za vektorska polja a i b, te za skalarno polje ψ vrijedi: ψ = 0 (19) ( a) = 0 (20) ( a) = ( a) 2 a (21) (ψa) = a ψ + ψ a (22) (ψa) = ψ a + ψ a (23) (a b) = (a )b + (b )a + a ( b) + b ( a) (24) (a b) = b ( a) a ( b) (25) (a b) = a( b) b( a) + (b )a (a )b (26) Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.) 6

Vektorski identiteti (3) Ako je x koordinata neke točke u odnosu na ishodište, r = x, n = x/r, vrijedi: x = 3 (27) x = 0 (28) n = 2 r (29) n = 0 (30) Za proizvoljni vektor a vrijedi: (a )n = 1 r ( ) a a n(a n) r (31) Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.) 7

Teorem o gradijentu Neka je C krivulja s krajnjim točkama P i Q, a dl neka je element krivulje. Za vektorsko polje koje se može izraziti kao A = ψ gdje je ψ skalarno polje vrijedi: Q P A dl = Q P ψ dl = ψ(q) ψ(p) (32) Za zatvorenu krivulju C vrijedi: A dl = C C ψ dl = 0 (33) Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.) 8

Gaussov teorem Volumen V je omeden zatvorenom plohom S. Element volumena je d 3 x, element plohe je da, n je jedinični vektor okomit na da i usmjeren prema van. Gaussov teorem (teorem o divergenciji): A d 3 x = V V V ψ d 3 x = A d 3 x = S S S A n da (34) ψn da (35) n A da (36) Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.) 9

Greenovi identiteti Volumen V je omeden zatvorenom plohom S. Element volumena je d 3 x, element plohe je da, n je jedinični vektor okomit na da i usmjeren prema van. Prvi Greenov identitet: (φ 2 ψ + φ ψ) d 3 x = V S φn ψ da (37) Greenov teorem: (φ 2 ψ ψ 2 φ) d 3 x = V S (φ ψ ψ φ) n da (38) Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.) 10

Stokesov teorem Neka je S otvorena ploha omedena (zatvorenom) krivuljom C. Element plohe je da, n je jedinični vektor okomit na da. Element krivulje dl orijentiran je pravilom desne ruke u odnosu na orijentaciju vektora n. Stokesov teorem: ( A) n da = S C A dl (39) n ψ da = S C ψ dl (40) Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.) 11

Klasična elektrodinamika Vektori E i B su električno i magnetsko polje, ρ je gustoća električnog naboja, j je gustoća električne struje. Maxwellove jednadžbe: E = ρ ǫ0 (41) E = B t (42) B = 0 (43) c 2 B = j ǫ0 + E t (44) Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.) 12

Lorentzova sila Na česticu naboja q koja se giba brzinom v u električnom polju jakosti E i u magnetskom polju jakosti B djeluje sila: F = q(e + v B) (45) Saša Ilijić, predavanja FER/F2: Vektorski identiteti, nabla, Gauss, Stokes, Maxwell... (21. listopada 2009.) 13