Autor Tema: Cálculo de integral de línea de campo escalar en coordenadas polares.

0 Usuarios y 1 Visitante están viendo este tema.

20 Diciembre, 2023, 09:25 pm
Leído 550 veces

altercaimi

  • $$\Large \color{#6a84c0}\pi$$
  • Mensajes: 9
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
Estimados, tengo este ejercicio básico que no sé como resolver. Si pueden darme una ayuda para entender cómo plantearlo?

Calcular la integral de línea del campo escalar \[ f(r,\theta)=\frac{\cos^2(\theta)}{r} \] sobre una circunferencia de radio \[ R \].

Realmente no sé cómo resolver este ejercicio en coordenadas polares.
Agradezco su ayuda.
Gracias y saludos!

20 Diciembre, 2023, 11:07 pm
Respuesta #1

delmar

  • Moderador Global
  • Mensajes: 3,966
  • País: pe
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
Hola

Sencillamente aplica la definición de integral de un campo escalar sobre una curva, en este caso el campo escalar es \( f(r, \theta) \) y la curva \( \gamma \) es la circunferencia de radio R , en consecuencia \( \displaystyle\int_{a}^{b}f(\gamma (t))\left |{\gamma'(t)}\right | \ dt \), observa que la curva esta parametrizada, con parámetro t. La curva ha de  parametrizarse de tal manera que el campo en ella quede expresado, también en función del mismo parámetro. Observa que f esta en función de las coordenadas polares de los puntos, en consecuencia la circunferencia hay que parametrizarla en coordenadas polares y un forma \( \gamma (\theta)=Rcos \theta \vec{i}+R sen \theta \vec{j} \) el parámetro es \( \theta \), R es una constante. Aplicando la definición se tiene :


\( \displaystyle\int_{a}^{b}f(\gamma (t))\left |{\gamma'(t)}\right | \ dt=\  \) Ec.1

Se tiene : \( \gamma'(\theta)=-R sen \theta \vec{i}+R cos \theta \vec{j}\Rightarrow{\left\|{\gamma'(\theta)}\right\|=R} \)

\( f(\gamma(\theta))=\displaystyle\frac{cos^2 \theta}{R} \)

A lo largo de la circunferencia \( \theta \) varía desde 0 hasta ...

Ahora si \( \displaystyle\int_{a}^{b}f(\gamma (\theta))\left |{\gamma'(\theta)}\right | \ d \theta=... \)


Creo lo puedes hallar.

Saludos

21 Diciembre, 2023, 01:52 pm
Respuesta #2

altercaimi

  • $$\Large \color{#6a84c0}\pi$$
  • Mensajes: 9
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
Hola,

Quedó clarísimo. Realmente no tenía idea de si en coordenadas polares había que utilizar el Jacobiano para la integral de línea.

Muchas gracias!
Saludos!