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: