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11.5 第二类曲面积分 -> 内容要点 -> 引例 流向曲面指定侧的流量
引例 流向曲面指定侧的流量
设稳定流动的不可压缩流体(假定密度为1)的速度场为
,
是速度场中的一片有向光滑曲面,函数,,在上连续,求在单位时间内流向指定侧的流体的质量(即流量).
当流速场为常向量,为有向平面区域时,根据第七章第三节的例题结果知,单位时间内流体通过区域流向所指一侧的流量
.
对本例,我们应用微元法求之.
分割 把曲面任意分成小块,,,,的面积仍记为,在上任取一点,记该点处的流速及单位法向量分别为
及 ,
于是,通过流向曲面指定侧的流量近似为
.
求和 得通过流向指定侧的流量的近似值 .
取极限 得通过流向指定侧的流量的精确值
(由第一类曲面积分的定义)
其中,当改变方向时,改变符号.
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