G
1 G
G
Obliczyć cyrkulację wektora H =
i + sin θ i r
ϕ po łukach leżących na sferze r = 2
r
π
π
π
π
pomiędzy punktami θ = 0 , (θ = ,ϕ = ) , (θ = ,ϕ = ) .
2
4
2
3
Rozwiązanie.
Zamknięty kontur C tworzą 3 łuki: C = C ∪ C ∪ C , określone następująco: 1
2
3
π
π
G
G
C = r
Æ d A = i r dθ
1
= ;
2 θ ∈ ( ,
0 );ϕ =
2
4
θ
π
π π
G
G
C = r
Æ d A = i r sin θ ϕ
d
2
= ;
2 θ = ;ϕ∈ ( , )
2
4 3
ϕ
π
π
G
G
C = r
Æ d A = i r dθ
3
= ;
2 θ ∈ (
);
0
,
ϕ =
2
3
θ
Całka cyrkulacji jest sumą całek po tych trzech konturach.
Obliczamy je kolejno:
G
G
1 G
G
G
1 G G
G G
H ⋅ d A = ( i + sin θ i ) ⋅ i r dθ = ( i ⋅ i r + sin θ i ⋅ i r ) dθ = (0 + 0 ) dθ = 0
∫
∫
r
ϕ
θ
∫ r θ
ϕ
θ
∫
r
r
C 1
C 1
C 1
C 1
G
G
1 G
G
G
1 G G
G G
H ⋅ d A = ( i + sin θ i ) ⋅ i r sin θ ϕ
d = ( i ⋅ i r sin θ + sin θ i ⋅ i r sin θ ) ϕ
d =
∫
∫ r
ϕ
ϕ
∫ r ϕ
ϕ
ϕ
r
r
C 2
C 2
C 2
π / 3
π
= (0 + r sin2 θ ) ϕ
d = ... =
∫
6
π / 4
G G
1 G
G
G
H ⋅ d A = ( i + sin θ i ) ⋅ i r dθ = ... = 0
∫
∫
r
ϕ
θ
r
C 3
C 3
Teraz obliczyć cyrkulację korzystając z twierdzenia Stokesa.