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070542c4
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070542c4
authored
Jan 13, 2020
by
Claude Meny
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...-physics/04.differential-operators/04.curl/textbook.fr.md
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01.curriculum/01.physics-chemistry-biology/03.Niv3/05.math-tools-for-physics/04.differential-operators/04.curl/textbook.fr.md
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070542c4
...
@@ -110,7 +110,8 @@ où $`\overrightarrow{dS_M}`$ est le vecteur surface élémentaire, vecteur perp
...
@@ -110,7 +110,8 @@ où $`\overrightarrow{dS_M}`$ est le vecteur surface élémentaire, vecteur perp
Les équations (1) et (2) restant valables en tout point de l'espace, je peux omettre
Les équations (1) et (2) restant valables en tout point de l'espace, je peux omettre
de préciser le point, et écrire plus simplement
de préciser le point, et écrire plus simplement
$`
\o
verrightarrow{rot}
\;\o
verrightarrow{X}
\c
dot
\o
verrightarrow{n}
$`
\o
verrightarrow{rot}
\;\o
verrightarrow{X}
\c
dot
\o
verrightarrow{n}
=
\l
im_{C
\t
o 0}
\;
\d
frac{
\o
int_C
\o
verrightarrow{X}
\c
dot
\o
verrightarrow{dl}}
=
\l
im_{C
\t
o 0}
\;
\d
frac{
\o
int_C
\o
verrightarrow{X}
\c
dot
\o
verrightarrow{dl}}
{
\i
int_{S
\l
eftrightarrow C} dS}
\h
space{1 cm}
`$ (3)
{
\i
int_{S
\l
eftrightarrow C} dS}
\h
space{1 cm}
`$ (3)
...
@@ -132,37 +133,52 @@ composantes cartésiennes $`(X_M, Y_M, Z_M)`$ s'écrit
...
@@ -132,37 +133,52 @@ composantes cartésiennes $`(X_M, Y_M, Z_M)`$ s'écrit
$`
\o
verrightarrow{X_M} = X_M
\c
dot
\o
verrightarrow{e_x} + Y_M
\c
dot
\o
verrightarrow{e_y}+
$`
\o
verrightarrow{X_M} = X_M
\c
dot
\o
verrightarrow{e_x} + Y_M
\c
dot
\o
verrightarrow{e_y}+
X_M
\c
dot
\o
verrightarrow{e_z}
`$
X_M
\c
dot
\o
verrightarrow{e_z}
`$
Je vais tester la circulation du champ vectoriel dans les trois directions indiquées
Je vais tester la circulation du champ vectoriel $`
\o
verrightarrow{X}
`$ dans les
par les vecteurs unitaires . Pour l'étude de la composante de selon z (composante
trois directions indiquées par les vecteurs unitaires
d'expression mathématique ), je choisis dans le plan perpendiculaire à et passant
$`
(
\o
verrightarrow{e_x},
\o
verrightarrow{e_y},
\o
verrightarrow{e_z})
`$. Pour l'étude
de la composante de $`
\o
verrightarrow{rot}
\;\o
verrightarrow{X}
`$ selon z (composante
d'expression mathématique $`
\o
verrightarrow{rot}
\;\o
verrightarrow{X}
\c
dot
\o
verrightarrow{e_z}
`$ ),
je choisis dans le plan perpendiculaire à $`
\o
verrightarrow{e_z}
`$ et passant
par M le contour infinitésimal à l'expression la plus simple : le petit rectangle
par M le contour infinitésimal à l'expression la plus simple : le petit rectangle
ABCD de côtés parallèles aux vecteurs et , de centre M et de côtés et J'oriente
ABCD de côtés parallèles aux vecteurs $`
\o
verrightarrow{e_x}
`$ et $`
\o
verrightarrow{e_y}
`$,
ce rectangle infinitésimal ABCD selon la règle de la main droite, le pouce tendu
de centre M et de côtés $`
dl_x=dx
`$ et $`
dl_y=dy
`$. J'oriente ce rectangle infinitésimal
en direction et sens du vecteur . Ainsi, ii le vecteur pointe vers mon oeil, alors
ABCD selon la règle de la main droite, le pouce tendu en direction et sens du vecteur
le sens d'orientation du rectangle ABCD est le sens trigonométrique direct (sens
$`
\o
verrightarrow{n}
`$. Ainsi, si le vecteur $`
\o
verrightarrow{e_z}
`$ pointe vers
inverse des aiguilles d'une montre).
mon oeil, alors le sens d'orientation du rectangle ABCD est le sens trigonométrique
direct (sens inverse des aiguilles d'une montre).
Le champ vectoriel est un champ de vecteurs dont je connais les expressions
Je connais l'expression analytique du champ vectoriel $`
\o
verrightarrow{X}
`$, c'est
Je connais l'expression analytique du champ vectoriel , c'est à dire les expressions
à dire les expressions analytique des composantes.
analytique des composantes
Je connais les composantes cartésiennes $`
(X_M, Y_M, Z_M)
`$ du vecteur $`
\o
verrightarrow{X_M}
`$
Je connais les composantes du vecteur au point M. Pour établir le champ rotationnel,
au point M. Pour établir le champ rotationnel, je dois obtenir une expression analytique
je dois obtenir une expression analytique de ce champ en tout point de l'espace.
de ce champ en tout point de l'espace. La circulation de sur ABDC est la somme des circulations
La circulation de sur ABDC est la somme des circulations de sur chacune des quatre
de $`
\o
verrightarrow{X}
`$ sur chacune des quatre branches AB, BC, CD et DA.
branches AB, BC, CD et DA.
Soit la branche AB de centre P et dont l'ensemble des points admettent $`
x_M-
\d
frac{dx}{2}
`$
Soit la branche AB de centre P et dont l'ensemble des points admettent comme
comme coordonnée selon x. L'orientation du rectangle élémentaire impose que le déplacement
coordonnée selon x. L'orientation du rectangle élémentaire impose que le déplacement
élémentaire $`
\o
verrightarrow{dl_{AB}}
`$ de A vers b s'écrit
élémentaire de A vers b s'écrit
$`
\o
verrightarrow{dl_{AB}}=-dy
\c
dot
\o
verrightarrow{e_y}
`$
Au premier ordre, le vecteur $`
\o
verrightarrow{X_P}
`$ au point P est le vecteur moyen
Au premier ordre, le vecteur au point P est le vecteur moyen du champ sur la branche
du champ sur la branche AB, et son expression en fonction des composantes de $`
\o
verrightarrow{X_M}
`$
AB, et son expression en fonction des composantes de et du déplacement élémentaire
et du déplacement élémentaire pour passer de M en P est
pour passer de M en P est
$`
\d
isplaystyle
\o
verrightarrow{X_P}
=
\l
eft
[
X_M+
\l
eft.
\d
frac{
\p
artial X}{
\p
artial x}
\r
ight|_M
\c
dot
\l
eft(-
\d
frac{dx}{2}
\r
ight)
\r
ight]
\c
dot
\o
verrightarrow{e_x}
+
\l
eft
[
Y_M+
\l
eft.
\d
frac{
\p
artial Y}{
\p
artial x}
\r
ight|_M
\c
dot
\l
eft(-
\d
frac{dx}{2}
\r
ight)
\r
ight]
\c
dot
\o
verrightarrow{e_y}
+
\l
eft
[
Z_M+
\l
eft.
\d
frac{
\p
artial Z}{
\p
artial x}
\r
ight|_M
\c
dot
\l
eft(-
\d
frac{dx}{2}
\r
ight)
\r
ight]
\c
dot
\o
verrightarrow{e_z}
`
$
Le calcul de la circulation élémentaire de sur la branche AB me donne
Le calcul de la circulation élémentaire de sur la branche AB me donne
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