Σύντομη μαθηματική εισαγωγή

Σχετικά έγγραφα
ΚΑΡΤΕΣΙΑΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΕ ΔΥΟ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ

lim Δt Δt 0 da da da dt dt dt dt Αν ο χρόνος αυξηθεί κατά Δt το διάνυσμα θα γίνει Εξετάζουμε την παράσταση

Καρτεσιανό Σύστηµα y. y A. x A

ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ : ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ I (Βασικό 3 ου Εξαμήνου) Διδάσκων : Δ.Σκαρλάτος ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟ ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. Α. Τριγωνομετρικές Ταυτότητες

Παραδείγματα τριπλών oλοκληρωμάτων Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

k ) 2 P = a2 x 2 P = 2a 2 x y 2 Q = b2 y 2 Q = 2b 2 y z 2 R = c2 z 2 R = 2c 2 z P x = 2a 2 Q y = 2b 2 R z = 2c 2 3 (a2 +b 2 +c 2 ) I = 64π

Λύσεις στο επαναληπτικό διαγώνισμα 3

Κεφάλαιο Χώρος, Διανύσματα, Διανυσματικές εξισώσεις, Συστήματα Συντεταγμένων.

Περιεχόµενα. 1 Ολοκληρώµατα ιπλό Ολοκλήρωµα... 1

1 3 (a2 ρ 2 ) 3/2 ] b V = [(a 2 b 2 ) 3/2 a 3 ] 3 (1) V total = 2V V total = 4π 3 (2)

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 4ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Διπλά Ολοκληρώματα Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

8. ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ. Φυσική ΙΙ Δ. Κουζούδης. Πρόβλημα 8.6.

Μαθηματικά για μηχανικούς ΙΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

< F ( σ(h(t))), σ (h(t)) > h (t)dt.

Διάνυσμα: έχει μέτρο, διεύθυνση και φορά

Μαθηματικά για μηχανικούς ΙΙ ΛΥΣΕΙΣ/ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

ΛΥΣΕΙΣ 6. a2 x 2 y 2. = y

ds ds ds = τ b k t (3)

Ανασκόπηση-Μάθημα 29 Σφαιρικές συντεταγμένες- Εφαρμογές διπλού και τριπλού ολοκληρώματος- -Επικαμπύλιο ολοκλήρωμα α είδους

ΤΡΙΠΛΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΑΤΑ. n S f x, y,z ΔV (1) n i i i i i 1

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Ευστάθιος. Στυλιάρης ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟN ΑΘΗΝΩΝ,,

Ιόνιο Πανεπιστήμιο - Τμήμα Πληροφορικής

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΜΑΖΑΣ ΘΕΣΗΣ ΚΕΝΤΡΟΥ ΜΑΖΑΣ ΡΟΠΗΣ ΑΔΡΑΝΕΙΑΣ ΣΩΜΑΤΩΝ

E = E 0 + E = E 0 P ϵ 0. = 1 + χ r. = Q E 0 l


Κεφάλαιο 2. Διανύσματα και Συστήματα Συντεταγμένων

1.2 Συντεταγμένες στο Επίπεδο

 = 1 A A = A A. A A + A2 y. A = (A x, A y ) = A x î + A y ĵ. z A. 2 A + A2 z

ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Λογισμός ΙΙ. Χρήστος Θ. Αναστασίου Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ Διανύσματα - Διανυσματικές Συναρτήσεις

Στην πράξη βρίσκουμε το Ν Α [το P (A)] όχι με παρατηρήσεις, αλλά με τη χρήση της λογικής (π.χ. ζάρι) ή της Φυσικής (π.χ. όγκος)

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Ευστάθιος. Κωνσταντίνος Βελλίδης ΕΚΠΑ, ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ, Στυλιάρης

xsin ydxdy (α) Εάν το χωρίο R είναι φραγμένο αριστερά και δεξιά από τις ευθείες x=α και x=β και από πάνω και κάτω από τις καμπύλες dr = dxdy

Αλλαγή µεταβλητής στο τριπλό ολοκλήρωµα ( ) Β R Jordan µετρήσιµα υποσύνολα του U. R, ανοικτό µε. y y y συµβολίζει την ορίζουσα του πίνακα Jacobi

Φυσική για Μηχανικούς

Κεφάλαιο 2. Διανύσματα και Συστήματα Συντεταγμένων

No 5 Άσκηση παραγώγισης γινοµένου. ( 4 x 2 3 ) 3 x 4 ) 2 x 3 ) 6 ( 4 x 2 3 ) x 2. = 8 x ( 1. = 24 x 20 x x 2. 3 x 4 ) 12 ( 2 x 2 1 ) x 3

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. q e = C Φορτίο Ηλεκτρονίου 1.1. Ηλεκτρικό Πεδίο 2.1. Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού Φορτίου Q Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού

Μαθηματικά Προσανατολισμού Β Λυκείου

Κλασική Hλεκτροδυναμική

Συστήματα συντεταγμένων

Διαφορικός Λογισμός πολλών μεταβλητών

Κεφάλαιο 2: Διανυσματικός λογισμός συστήματα αναφοράς

πάχος 0 πλάτος 2a μήκος

x 3 D 1 (x 1)dxdy = dydx = (x 1)[y] x x 3 dx + x)dx = 3 x5

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Κεφάλαιο Η2. Ο νόµος του Gauss

Ανασκόπηση-Μάθημα 28 Τριπλό ολοκλήρωμα-κυλινδρικές-σφαιρικές συντεταγμένες

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 8: Αλλαγή μεταβλητών. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

b proj a b είναι κάθετο στο

Πρόβλημα 4.9.

Παραδείγματα διπλών oλοκληρωμάτων Γ. Λυχναρόπουλος

Φυσική για Μηχανικούς

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΚΑΙ ΓΡΑΦΙΚΩΝ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ ιδάσκων : Ε. Στεφανόπουλος 12 ιουνιου 2017

Ανασκόπηση-Μάθημα 12 Συναρτήσεις πολλών μεταβλητών-καμπύλες-πολικές συντεταγμένες

3 + O. 1 + r r 0. 0r 3 cos 2 θ 1. r r0 M 0 R 4

Μαθηματική Εισαγωγή Συναρτήσεις

Φυσική για Μηχανικούς

4. Να βρεθεί η προβολή του σημείου Ρ=(6,1,5) πάνω στην ευθεία ε: x ={3,1,2}+λ{1,2,1},, και η απόστασή του από αυτήν.

Ολοκληρώματα. Κώστας Γλυκός ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ. Ασκήσεις για ΑΕΙ και ΤΕΙ. Kglykos.gr. σε Ολοκληρώματα. τεχνικές. 108 ασκήσεις. εκδόσεις.

14 ΚΑΜΠΥΛΟΓΡΑΜΜΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΕΣ

Ολοκληρώματα. Κώστας Γλυκός ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ. Ασκήσεις για ΑΕΙ και ΤΕΙ. Kglykos.gr. σε Ολοκληρώματα. τεχνικές. 108 ασκήσεις. εκδόσεις.

ΦΥΕ 14 Διανύσματα. 1 Περιγραφή διανυσμάτων στο χώρο Γεωμετρική περιγραφή: Τα διανύσματα περιγράφονται σαν προσανατολισμένα ευθύγραμμα

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

ισδιάστατοι μετασχηματισμοί ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ισδιάστατοι γεωμετρικοί μετασχηματισμοί

Μαθηματική Εισαγωγή Συναρτήσεις

ΡΟΠΗ ΑΔΡΑΝΕΙΑΣ (ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΙΚΗ ΑΔΡΑΝΕΙΑ )

Γενικά Μαθηματικά ΙΙ

1.1.1 Εσωτερικό και Εξωτερικό Γινόμενο Διανυσμάτων

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

Η αρνητική φορά του άξονα z είναι προς τη σελίδα. Για να βρούμε το μέτρο του Β χρησιμοποιούμε την Εξ. (2.3). Στο σημείο Ρ 1 ισχύει

Αλλαγή µεταβλητής στο τριπλό ολοκλήρωµα ( ) Β R Jordan µετρήσιµα υποσύνολα του U. R, ανοικτό µε. y y y συµβολίζει την ορίζουσα του πίνακα Jacobi

5.1 Συναρτήσεις δύο ή περισσοτέρων µεταβλητών

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό πεδίο νόμος Gauss. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ. Ενότητα 2: Ο νόμος του Gauss. Αν. Καθηγητής Πουλάκης Νικόλαος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε.

Καρτεσιανές συντεταγμένες Γραφική παράσταση συνάρτησης

Κεφάλαιο 3 Πολλαπλά Ολοκληρώματα

1.4 ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΕΣ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ

= + = + a u dx = + = +

Μηχανική Πετρωμάτων Τάσεις

13 ΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Ενότητα 4: Κεντρικές διατηρητικές δυνάμεις

ΦΥΕ 14 6η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι ϐαθµολογικά ισοδύναµες)

Ιόνιο Πανεπιστήμιο - Τμήμα Πληροφορικής

Λύση: Η δύναμη σε ρευματοφόρο αγωγό δίνεται από την

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

DIPLA KAI TRIPLA OLOKLHRWMATA

ΦΥΣΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ Αριθμητικά ή Μονόμετρα μεγέθη: Όγκος Μάζα Χρόνος Ενέργεια κ.λ.π. Διανυσματικά μεγέθη: Μετατόπιση Δύναμη Ορμή Διανυσματικοί τελεστές

Ασκήσεις 6 ου Κεφαλαίου

Κεφάλαιο Αρχές των απεικονίσεων - προβολών Αναπτυκτές επιφάνειες και ο προσανατολισμός τους

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

ΘΕΩΡΙΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. Μια παράσταση που περιέχει πράξεις με μεταβλητές (γράμματα) και αριθμούς καλείται αλγεβρική, όπως για παράδειγμα η : 2x+3y-8

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό πεδίο νόμος Gauss. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤΕΡΕΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ 18/11/2011 ΚΕΦ. 9

Εργασία 2. Παράδοση 20/1/08 Οι ασκήσεις είναι βαθμολογικά ισοδύναμες

Transcript:

Σύντομη μαθηματική εισαγωγή (ή πώς να γίνουν ομοιογενείς 250 φοιτητές από 130 διαφορετικά Σχολεία δύο διαφορετικούς δασκάλους ο καθένας) με δύο http://www.cc.uoa.gr/~ctrikali http://eclass.uoa.gr Α. Καραμπαρμπούνης, 2014-2015 Βασισμένη & στις διαφάνειες από την ιστοσελίδα του Χ. Τρικαλινού : http://www.cc.uoa.gr/~ctrikali

o g b f ( ) d a r n c o s r a d s i n c t u a b l a d r i i v Δ l arcsinφarcsin

Θα εξετάσουμε... # Συστήματα συντεταγμένων 1,2 & 3 διαστάσεις Διανύσματα - εσωτερικό / εξωτερικό γινόμενο / ασκήσεις Παράγωγος (και μερική) - ασκήσεις Διαφορικό - ασκήσεις Μερική παράγωγος - ασκήσεις Διαφόριση παραγώγιση διανύσματος Αόριστο - Ορισμένο ολοκλήρωμα - ασκήσεις Επικαμπύλιο ολοκλήρωμα Βαθμίδα Απόκλιση - Στροβιλισμός

Στη γενική περίπτωση μπορούμε να ορίσουμε άπειρα συστήματα συντεταγμένων τα οποία να μας επιτρέπουν να προσδιορίσουμε τη θέση ενός σημείου. Στη Φυσική χρησιμοποιούνται αρκετά. Τα βασικά από αυτά θα εξετάσουμε εδώ. Θα εξετάσουμε τα συστήματα ανάλογα με τις διαστάσεις του προβλήματος ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ Ορίζουμε τον άξονα Ορίζουμε την αρχή Προσανατολίζουμε (+/-) Μονάδα μέτρησης π.χ. m - -1,5 0 + +3 Κάθε σημείο προσδιορίζεται μονοσήμαντα - < <

ΔΥΟ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ (καρτεσιανό) Καρτεσιανό Σύστημα Δυο κάθετοι μεταξύ τους προσανατολισμένοι και βαθμονομημένοι άξονες A - < < - < < Α (,) Έστω σημείο Α στο επίπεδο Η θέση του προσδιορίζεται από τις προβολές στους άξονες A, A 0 A Η θέση κάθε σημείου προσδιορίζεται από ζεύγος τιμών,.

ΔΥΟ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ (πολικό) Πολικό Σύστημα Για να προσδιορίσουμε τη θέση του σημείου Α πρέπει να χρησιμοποιήσουμε και πάλι ένα ζεύγος τιμών. Την απόσταση από την αρχή των αξόνων ρ Τη γωνία φ που μετριέται από το θετικό ημιάξονα αντίθετα από τη φορά των δεικτών του ρολογιού (ccw) Το σχεδιάζουμε μαζί με το καρτεσιανό για να καταλάβουμε τη σχέση μεταξύ τους 0 ρ Η θέση κάθε σημείου προσδιορίζεται από ζεύγος τιμών ρ, φ. φ Α (ρ,φ) 0 < 0 < 2

Συμβολισμοί (διεθνώς) : ημφ=sinφ συν=cosφ εφφ=tanφ=tgφ σφφ=cotφ=ctgφ τοξημ= τοξσυν= τοξεφ= τοξσφ= arcsin = arccos arctan = arcctg= sin -1 arctg arccot sin30 ο = ημ30 ο = 0,5 arcsin(0,5)=sin -1 (0,5)=30 ο

Σχέση μεταξύ Πολικών και Καρτεσιανών συντεταγμένων Γεωμετρικά βρίσκουμε εύκολα ότι = cos = sin Με συμβολισμούς ημφ=sinφ συν=cosφ εφφ=tanφ=tgφ σφφ=cotφ=ctgφ 2 + 2 = Α ρ φ 0 ( 2 2 ) 2 cos + sin 2 =

ΤΡΕΙΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ Καρτεσιανό Σύστημα (δεξιόστροφο) Τρεις κάθετοι μεταξύ τους προσανατολισμένοι και βαθμονομημένοι άξονες A - < < - < < - < < Α (,,) Έστω σημείο Α στο χώρο Η θέση του A προσδιορίζεται αν φέρουμε την προβολή του Α στο επίπεδο και βρούμε τις Α, Α και την προβολή του Α στον άξονα. A 0 Α A Η θέση κάθε σημείου προσδιορίζεται από τρία μεγέθη,,.

ΤΡΕΙΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ Κυλινδρικό Σύστημα Ουσιαστικά πρόκειται για το πολικό σύστημα στο επίπεδο (π.χ. το,) σε 3 διαστάσεις Με την προσθήκη ενός άξονα (εδώ του ) Έστω σημείο Α στο χώρο Η θέση του προσδιορίζεται αν φέρουμε την προβολή του Α στο επίπεδο και βρούμε τις ρ Α, φ Α και την προβολή του Α στον άξονα. 0 A φ Α ρ Α 0 < < 0 < 2 - < < Α Η θέση κάθε σημείου προσδιορίζεται από τρία μεγέθη ρ, φ,. Α (ρ,φ,)

Το τόξο ΑΒ : A rdθ r dθ r B Ο

Στοιχειώδης όγκος dv = r dr dθ d (r+dr)dθ=rdθ+drdθ 0 dv=ddd r+dr

ΤΡΕΙΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ Γιατί λέγεται το σύστημα Κυλινδρικό; Εάν διατηρήσουμε σταθερό το ρ, ενώ θα μεταβάλλουμε το φ και το σχηματίζεται κύλινδρος Το σύστημα χρησιμοποιείται σε προβλήματα με κυλινδρική συμμετρία, π.χ. μαγνητικό πεδίο ρευματοφόρου αγωγού. 0 Α Α

ΤΡΕΙΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ Σχέση συντεταγμένων Κυλινδρικού και Καρτεσιανού Συστήματος Από το σχήμα, αλλά και από τις σχέσεις τις οποίες βρήκαμε Α(,,) για το πολικό σύστημα στο επίπεδο έχουμε: A(ρ,φ,) = cos = sin = SOS 0 φ ρ Α

Σφαιρικό Σύστημα Η θέση του Α προσδιορίζεται από τα εξής μεγέθη: ΤΡΕΙΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ θ Α 0 r < 0 < 2 0 Α (r,θ,φ) Την απόσταση r Α από την αρχή O Την γωνία φ Α που ορίζεται όπως και η πολική. Την γωνία θ Α που μετριέται πάντα από το θετικό ημιάξονα 0 φ Α r Α Α Η θέση κάθε σημείου προσδιορίζεται από τρία μεγέθη r, φ, θ.

ΤΡΕΙΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ Σχέση μεταξύ Σφαιρικών και Καρτεσιανών συντεταγμένων Από το σχήμα εύκολα παίρνουμε: = ( )cos = ( )sin ( ) = r sin = (OP) = r cos Τελικά: = r sin cos = r sin sin = r cos SOS Ρ Ο θ φ θ r Α(,,) Α A(r,θ,φ)

ΤΡΕΙΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ Γιατί λέγεται το σύστημα Σφαιρικό; Εάν διατηρήσουμε σταθερό το r, ενώ θα μεταβάλλουμε το φ και το θ σχηματίζεται σφαίρα Το σύστημα χρησιμοποιείται σε προβλήματα με σφαιρική συμμετρία, π.χ. βαρυντικό πεδίο της Γης. 0 φ θ r

r r+dr, θ θ+dθ, φ φ+dφ Ρ r dφ dθ dr A B Ε Δ dv= = (ΑΕ( ΑΕ)( )(ΑΒ)(ΑΔ) Θ Ζ Γ Η dv=d =dr rdφ rsinθdθ (ΑΕ)=dr (AB)=rdθ (ΑΔ)=(ΡΑ) dφ (ΡΑ)=rsinθ