Оглавление:
Некоторые приложения криволинейного интеграла II рода
Площадь плоской фигуры
Площадь плоской фигуры, расположенной в плоскости и ограниченной замкнутой линией , можно найти по формуле
при этом кривая обходится против часовой стрелки.
Действительно, положив в формуле Остроградского-Грина (56.8) , получим:
или
Аналогично, полагая , найдем еще одну формулу для вычисления площади фигуры с помощью криволинейного интеграла:
Сложив почленно равенства (56.18) и (56.19) и разделив на два, получим:
Формула (56.17) используется чаще, чем формулы (56.18) и (56.19).
Работа переменной силы
Переменная сила на криволинейном участке производит работу, которая находится по формуле
Действительно, пусть материальная точка под действием поименной силы перемещается в плоскости по некоторой кривой (от точки до точки ).
Разобьем кривую точками на «элементарных» дуг длины и в каждой из них возьмем произвольную точку , (см.рис. 244). Заменим каждую дугу вектором , а силу будем считать постоянной на векторе перемещения и равной заданной силе в точке дуги :
Тогда скалярное произведение можно рассматривать как приближенное значение работы вдоль дуги :
Приближенное значение работы силы на всей кривой составит
величину
За точное значение работы примем предел полученной суммы при (тогда, очевидно, и ):
Замечание. В случае пространственной кривой имеем:
Пример №56.6.
Найти площадь фигуры, ограниченной астроидой .
Решение:
При обхождении астроиды в положительном направлении параметр изменяется от 0 до (см. рис. 245).
Применяя формулы (56.17) и (56.4), получим:
Пример №56.7.
Найти работу силы вдоль кривой от точки до точки .
Решение:
По формуле (56.20) находим:
На этой странице размещён полный курс лекций с примерами решения по всем разделам высшей математики:
Другие темы по высшей математике возможно вам они будут полезны: