Citat:
Ursprungligen postat av Androas
Flödesintegraler i Flervariabelanalys
Jag har allmänt lite problem med att hitta fältet F då det inte är explicit definierat. Låt se på följande exempel:
En lång rak lodrät ledare omges av en cylinderyta med ledaren som centralaxel. Cylinderytan har radie r och höjden h. Det elektrostatiska fältet kring ledaren är riktat vinkelrät ut från ledaren och storleken är omvänt proportionell mot avståndet till ledaren med proportionalitetskonstant 1. Bestäm flödet av fältet ut genom cylinderytan.
1. Enligt facit är F = (x,y,0) / (x^2+y^2) . Jag förstår (x,y,0) men vart får de nämnaren ifrån?
Detta kommer sig av att storleken (dvs beloppet) av fältet måste vara omvänt proportionellt mot avståndet, med proportionalitetskonstant 1. Med andra ord så är |F| = 1/sqrt(x² + y²), eftersom sqrt(x² + y²) enligt Pythagoras sats är just avståndet till ledaren.
Vi vet alltså att F är riktat utåt från ledaren, dvs har samma riktning som (x, y, 0). Alltså kan vi skriva
F = a(x, y, z) *(x, y, 0)
för någon funktion a som vi inte känner till än.
För att räkna ut a så använder vi informationen att |F| = 1/sqrt(x² + y²). Detta ger
a(x, y, z) * sqrt(x² + y²) = 1/sqrt(x² + y²)
varav följer att
a(x, y, z) = 1/(x² + y²).
Av detta får vi alltså att
F(x, y, z) = (x, y, 0) / (x² + y²).