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Rotation eines 3D-Vektorfelds, Satz von Stokes


CC-BY-NC-SA 3.0

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das drei dimensionaleRotation eines Vektorfeldesin drei dieAugenkönnenKreuzung Leerzeichensitzen Punkt warumzufragen ist dieselbewie starkdieses Feld angegeben Punkthier wirdin welche Richtungdie Frage nach der Richtung deszweidimensionalenMarktes eine Achse diesagen können hoheslinksoderrechtsrumschlagen müssen um welche Achsediese Achseso um diese Achse erhöhtdie Rotation mit deshalbkeine einfache Zahl mehr sein eindimensionalensondernam einfachsten ein Vektor sein das ich RichtungundBetrag ??Leerschritt wiederzwei dimensionalguckenKurve anund frage mich wie viel Energie wird das Feldwenn ich sage das Kraftfeldwie vielEnergie wir das Feld in meinem Körper stecken wie viel Arbeit wird esan den Probekörperverrichten denPflegedieser Ausdruck wiedereine geschlossene Kurve nämlich genau diese Kontur ihrKraftfeldelementim Skalarproduktdas ist wiederdas Subjekt und das ist lediglich das anders schreibenPunkt es gibt in Rom eine Idee stark das Kraftfeldentlang dieser Kultur Luziferistsie mit Lehrmittelkonturzieht seinBildpositiv werden Lebensmittelandersrum zeigtnegative Landesmittelnicht reicht kann ich?? null ??Durchschnittswertfür die Verdoppelung?? umgesetzt von diesem Durchschnittswertauf lokale Werte Punkt Weise wirdfür diese Wirbeldichte zu kommenwie im zweidimensionalenProblem dasZerlegungswissenraffinierterLicht betrachtet ist im Raumnicht mehr verkauftauchweiter weg vonKurven PunktInnere dieser Kurve im Raum zerlegen?? komisch aus das machen??ich brauche eine Fläche?? nehmen wir an wir hätten irgend eine Fläche Beistrichgründlich im allgemeinen natürlichSeifenblasevielleichtschlimmer aussehennichtganz so elegant durchgeht??habenschwarze Loch imüblichen Science-Fiction-Filmnichtwieder irgendeine Flächegekrümmte Flächedie diese Landsehrkompliziert??gewählt habeunzählige diese Flächein seine Taschedasganze wiederadditivegalwas ich da hatteum die Kurve zehnKraftfeldelementim zweidimensionalenjetzt zerlegen indem ich die ganzen EinzelteilehierbetrachtedieAngstundteiltdas ein Quadrat ist oder als Quadrat Ähnlichesauch imübrigen ist ?? lediglich ein Teil darauf sinniertich malwieder mit Begründung isteindimensionaldieses integralüber dieses Elementdas mitC gemeinsamdieses Stück hiergeradedas mitdem Stückan demintegral über das Stück gibt sich mit dem Stück von dem Wegdas Stück sich mit dem Stück vones bleibtnochdie Sessionanalog fallen die Beiträgein ??Zwischenstück komplett wegZerlegungund wieder mal die Frage was passiertman so ?? integral bildeteine fallfeinereBelegung immer mehr immer mehr und hoffe dass dieses integraleinfach wirdfolgendeswissenwas passiertdreidimensionalesFlächenstück ??einZwischenstückPunkt ein kleineskleinesist fast eben?? und ich möchte unddie Konturendiesem Flächenstückintegralzweidimensionalen gesehendieses integralhängt eigentlich nurvon der Fläche ab und den Eigenschaften deszweidimensionalenMannes sowas ja Quadratmal dieKomponenten nach X ableiten minusX KonkurrentEpson bleiben das zweidimensionaleRotationnichtzweidimensionalwar so eine Integralflächedie Fläche von ?? Stück mal diesen Ausdruckganz von vorne Komma kanndas gleiche muss natürlich ?? Nageldieses integralmuss die Fläche immer kleinerwirddie Form dieser Fläche vergessendas ?? ist doch egal welche Fläche nehmemaldreidassdie Kanten hierparallelzu den Achsenkönnte diex-Achseso liegen undSyntaxsowiezu einem dreidieFläche soll gleich seinunddie Neigung ????und RichtungThese ich dieses Dreieck habekann ich das integraldrei tausend Einzelteilendiesesdie Konturen dieses Dreiecksdieses Reizen dient dieses Dreiecksmusterkannmein Originalteilaus drei KurvenDieseldieseund dieseSpannungintegriere also über dieseeinzelnenzusammennicht diese Kurier Untenrandvon diesen dreißigYdieRand von den drei ?? nichtzudieHandselbstlinkszu existierenistdieintegrale ?? ichdas erste??aus dem zweidimensionalenkomplett parallel zur X Y Ebene istsagendiesesWegelementDSniemalseine Komponente und nullIV ??Z Komponente der Kraft Rost Skalarproduktistparallelsei die ZeitkomponentePflicht aus dem Kraftwerk rausdie Form steht ein ganz normalesdreidimensionalesintegral Kraft malWegelementkönnen schonhiervon steht also die Fläche?? mal als Y für die Flächedreißigmal AusrufezeichendieKomponente der KraftinKraftarbeitenund die anderengenauso?? sich jetztoffensichtlich nicht XnachZund siebziggeht es genausoKlammer zu stehenplus die Fläche von den drei?? zweiundzwanzigsystaicmalentsprechend vertauschtsehr geehrte für zweidimensionaländere einfachin DienstXYYZZXY Z die Ableitungder KomponentennachXminusX wirdKomponentegelangt nachPunktselbstdasnochdreißiglinkssind??undsetztdamiteinen Ausdruckfür diesesintegralein winzigesStückchenundfindedas ich das so verlegen kannals neben ihr steht ein gerundetoder pluswovon?? oder groß Ovon der Fläche ??Quadrat und so weiterich lasse immer sehr Halbseiten stehenandas ist führende Terdem Plus und so weiterdasEinschreibeninsbesondere kann man diese Flächen hier sehr einfach ausrechnenähnlichwie ich??Strikein Marldas?? Kanten erreichennunfrage ich michwie großdiese Fläche istgebraucht zumFlächenwiegroß ist denn diese Flächedasist dieProjektionder gesamten Dreiecksflächeauf dieentsprechendeKoordinatendie Koordinatenähnlich wie mit Strikeprinzipist ein?? hierist die große Fläche ??Rücksitz ist folgenderwenn ich einen Hektarsenkrechtauf ?? stehtund dessen Längegleich der Fläche von dreißigHektarVektorein Vektor senkrechtzu den drei normalenVektorenund dessen Längesoll gleich der Fläche von drei sein wenn ich das habeund wenn ich diesen ?? habeein Einheitsvektorsenkrechtauf derkommunalen Ebene ?? ich wasdenVektorennull einsnull steht senkrecht aufmich diese beiden Vektoren habenund würde ganz dreistSkalarproduktnull eins nullmalAnichtdie Projektionvon diesem Vektorauf diesem Sektorüberweisenanders als die Projektiondieser Flächeauf diese Fläche strittigen Fällen antworte Kosinusvom Winkel drin mit dem ich das konsultierenmussdiese?? müsstein den KörperSprechen geht dann der großen SonnenwindFechenheimdiesesJahrdas feineHaarsettingsflächeist gleich diedasnull eins null mal dreißigdas heißtwenn ich so ein Vektorsenkrecht auf den drei stehtund dessenLänge gleich der Fläche des Dreiecks isteinfach dieKomponentesämtlicherund so weiterund sofort für die anderen einSatz wenn ich diesen Weg habe kann ich hier schreibenAZ sieschreibenX Punktvom Rektorund hierfür kann ich dieKomponenteschreibenProduktkomponentendes Wetters mal irgendwasKomponentenmittelsKomponente eines Sektors mal irgendwasdas wird alles zusammenwieder Rektor warmalgroßes Fragezeichensteht?? von ArmaniFragezeichenFragezeichenund soweitdieses Fragezeichendie Rotationdes Filz?? diewennichumeine FlächewelcheArbeitdas Feld verrichtetalso ??dichdas ist ein Vektor senkrecht zur Flächemit der Länge gleicher FlächeSkalarprodukt??einen aus dem Innenrotationvon so etwas wie dieRichtungundStärke der Verwirklichungsieht man auch was das sein mussim einzelnendieKekskomponentederRotationdasmuss dieRotationdas muss siedie Physiker schreiben es gerne mit DollarsymbolBedingungen auch schon hinten und die Divergenzkurz schreiben?? dreigleichen Vektorfallnicht Kreuzdas Kraftfeldganz formalwas sein rein formal ist derBlaubartZählerXundY in der Mittesind hingeschriebenKreuzdie Komponentenmeines Kraftfeldselbstund nun ?? ichkann sie gewöhnlich dasVektorproduktauskürzlich Ableitungen steheneinfach malim Bild die X Komponente von Vektorproduktich streichedie Komponenteder beidenFaktorenja mal der minusdie inichhabe also nach Y ableiten?? zähltminus umgekehrtnachcirca ??steht obenin der MitteKomponente streichen die Rechner mitVorzeichenregelachtzehnter Pleitenund zwar exaktbereiten mir umgekehrt natürlichnachlinks ableiten?? untenkann sein dassind Streicheableitenvon?? Komponenteminusumgekehrt das ist genau das was wir schon zwei dimensionalen KennliniestehenYhaltenuns??Klammer zudas ist die übliche Art wie die Physikrotationmithilfe von diesen Ablauf wardas Ganzekürzer ausals ?? nichts anderes als die Rotationdieses Wetterimmerhin schreibtmit dieser ganzen Rechnung hat man etwas gelerntdiese Ausgangssituationkann nundieses integralin sehr guter Näherung hinschreiben mit der Rotationjedes für sichVektorsenkrechtauf jedem Flächenstückchendes Lebenso lang ist wie das Stückchen groß istder obendreinKreuzproduktso zeigt dass dasFlächenstückKuchen Beistrichhier??rechte Handmit diesem Vektor??sind die gerade ?? kann ich also ausrichtenindem ichdaVictor aber mit der RotationgezieltalsErsatz gleichim unendlichenMann das ?? weiter treibt hat manwas drin steht wird nunüber alle Teilstückeund jetztein Vektorsenkrechtauf dem ehemaligen TeilstückAnträgesoll im Fall nach oben zeigen und sagenmaldie Rotationvon einemFeldan dieser Stelleeswerden nicht das aus Buchstabe Iihr immer eineein Flächenstückeine Funktiondas ausprobieren des zum Schluss ein Flächen integralihr integral über die komplette Flächefolgendeswird nicht wieder gleich??überdie gesamte Fläche ??ähmMengeintegralüberFlächeRotationmeines Kraftwerks?? kann es mal klarzumachen was die auszuführenoder zu ?? Kraftfeldmaldie Arsenalgernemal kleines Stück?? Punktsie mag meinendazudass wir das wirund nebenbeihat man den Satz von Stokesumeine Konturihreschlossen Kunden zudieÄhnlichkeitfällt malStimme alsoerarbeitetesKraftwerkKomma verrichtetdie man entlang der Kontodaswird werdeneine Reiheüber die Rotationdes KraftwerksSchmalflächenelementüber eine beliebigeFlächehätte auch sonehmen können??unten ausnehmen können egalich nehmesolange das Kraftwerk überall definiert istegal Beistrich ich integriere über diese Fläche die Rotationdes KraftwerksmalPunkt dassdieses Kuchenhierzu??über die Fläche werdenMithilfe der RotationRotation ist damit so etwas wie die Flächendichtevon vier umihre quasi MantelflächeFlächendichteder Verriegelungund kriege dann dieVerwirklichungaus Komma dasforschtausdiesem Satz von Stokeswas anderesdass sie die begrenzte Rotation nur seinwenn ich mir so eine geschlosseneFläche einkleines LochgeschlossenPunkt er hat eineinzelnerkann ?? mitOsternwenn wir die Kontur dieses Lochs malt sienämlich dassdas integralüber diese Konturvor Kraftmal Wegindes istdas integral über die ganze Flächewieder imintegralder RotationKraftfeldmal die FlächenelementSituation von Satz von Stokesich habeeine gekrümmte Fläche mit dem Rand Ziel diese kommende Fläche ist ein bisschensehr nach außen gehört bisher nur darander eigentliche Grundistfür alle dieWände in das Kraftfelddefiniert ist differenzierbarweiter??ich's ausweisenalso auch diese Flächen in ihr ein Loch hat mit dem PCgeht weiterhinder Satz von Stokeswaspassiertwenn ichdieses Loch immer kleinerimmer kleiner werden lassenwenn wir dieses integral hiernull werden zwangsläufigihreKraft mal Weg über einen immer kleineren Kontur wie viel Energieliefert mein Kraftwerkimmer kleiner Kontur verarbeitete Zuschuss nurnichts übriggewinnen kann?? müsstees heißen dieses Loch immer kleiner immer kleiner wird die linke Seite null werden das heißt dieses Ding muss auchnull werdendas integralüber dieRotation??auch das muss nurwenn dieses Loch immer kleiner wirdund was heißt das es ist doch immer kleiner wird es heißen sich zum Schluss über eine geschlossene Fläche integrierendas ist jetzt derKrieg wenn ich die Rotationmal Flächenüber eine geschlosseneFläche integrierenmuss das hier null werden Beistrich egal auf der Seiteist also ??wennich eine geschlossene Fläche habedann mussdas Flächen integral der Rotationüber diese geschlossene Flächegeschlossenzwangsläufignull seinundnun kommt die Divergenz ins Spielso ein integral gab'sübrigenswievielvon diesem Feldist aus der Oberfläche aus ??wardie Frage bei der DivergenzihresFilmen senkrecht zur Oberflächeund hier ist ein Weg durch die Rotation von zwanzigdafürgab's den Satz von Gaußwenn ich das Bildihre?? einfälltmultipliziertmit diesen Flächenelementeneine geschlossene Oberfläche dann weiß ich wie viel von diesen Felddurchdas der Divergenz zu tunals hier steht auf der linken Seite ist schlicht und ergreifend das VolumenDKVolumenVdas VolumenIntegraldas Volumenüber die Divergenzvon dem Feldals die Divergenzder RotationeinerKraftmeines VolumenelementdieDZdas ausgutalso lern ichfür jedegeschlosseneFlächeist dieses ?? nullalsoalso das integral über das Fügungen in der geschlossenen Flächediese Funktionmit jedem Volumen machen ich nehme irgendein Volumenund weiß dann okay ich diese Dingerkaufen will Komma woraus also muss auch dieses integral null sein für alle Volumina egalPunktFunktionhabe ich gefunden?? nackte Zahlen wird in jedem Punkt des RaumsKlammer zu ?? gefunden so das Dekanjedes Volumen null istzu ??dieses Volumen kommt nur rauskommt nullPunkt null ?? das kann nur dann funktionierenwenn man selbstüberall null ist ?? damit gelernt also zwangsläufignachDivergenzder RotationEinsfelsist immernulldas könnte manzu Fuß nachdem ?? natürlich Reputation die Ableitungen ähm für die Divergenz die Ableitungeneinsetzt?? nicht vielverstandenund Lichtsatz von Gauß?? von der Rotationaus auf die Divergenzder Rotation kommtfür eine geschlossene Flächeokaydann eine Eigenschaft von dieser Art?? Kraftfeldpotenzialhatalso minusder Gradienteines Potenzialsistzugeschriebenvorschreiben immer Mischungsvolumenist hier deines PotenzialsvielKraftfeld ein Potenzialhatdann gilt folgendes für diesefür ein integral entlang eines Vatersangeht nämlich dass die Energiedie mir das Bild gibtbin ich entlang diesem Fall integrierendassdas schlicht und ergreifend die Differenz der PotenzialedasPotenzialdieser Einwändeimmerwieder Potenzial am anderen Ende?? eins und zweiwenn das Potenzialhier groß ist weiter ein Zweigistwenig Energiemuss positivsein ?? stehtzweiwenn ich ?? Potenzial habedann kann ichsolche Arbeitenausrichten insbesondereundergänzte Rotationinsbesonderefolgendesbin ich über eine geschlosseneKontur integriereist das so als ob ichauf die eine Art von eins nach zwei ?? geheund auf die andere Art wieder zurück dieArbeiten werden sich aufegal was ich mache über eine geschlossene Konturnur rauskommenwenn denNamen vergessen wenn mein Feldein Potenzial hat das Kasseler Potenzial hatder Gradientministergenau eines Potenzials istdann zwangsläufig aus diesem ??rauskommendieses integral hierhierdiesesintegralistaber immer?? des Flächen integralüber die Rotationunderscorewennes ein Potenzial für dieses Kraftwerkmuss hier immer null rauskommenin egalwelche Fläche ich nehmean es für alle Flächen gehtdie einzige Chance Rotationalsodass die Rotationdes Kraftwerksnur seinwenn es ein Potenzial hatwenn ich als Gradienten schreiben kannistdie Rotationnullmit anderen Wortenhaben wir folgendesRotationvon Gradientenvon einer Funktion ist immer nullPunktwenn diese Funktion hinreichend oft differenzierbar istund so weiter und so fortdas kann man auch wieder zu Fuß Nachrichteneinsetzen für die Rotationeinsetzen?? auch wieder nicht verstanden sein Zielsie passiertim Hintergrunddass das integralübereinen geschlossenen Weg nur ?? sein muss Stimmenkauf fällt ein Potenzial hatund sich dann so aus