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Niveau école ingénieur
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Stokes

Posté par Profil ameliz 27-09-20 à 16:42

Bonjour j'ai une question sur cette exercice :

Dans cet exercice nous vérifions le théorème de Stokes pour :
\vec{A}=y\vec{e_x}+z\vec{e_y}+x\vec{e_z}
et le quart de disque S (rayon 1, centrer à l'origine, dans le plan yz) : la figure ait en dessous.

(a) Calculer \vec{rot}\vec{A}, trouver un paramétrage de S et son vecteur normal unitaire \vec{n}. Donner : \int \int  _S \vec{rot} \vec{A} . \vec{dS}

(b) Orienter la frontière C de S, exprimer chacun des trois morceaux avec un paramétrage. Calculer :
 \int  _C  \vec{A} . \vec{dS}


Alors en fait j'en suis que au tout début de la a :
rot A = - i - j - k (A, i j et k étant des vecteurs)

Ensuite, il faut trouver un paramétrage de S.
Je dirais qu'on paramètre ce quart de cercle par : x=cos(t) et y=sin(t), avec t décrivant [0;pi/2].

Est-ce que c est correct ce que j'ai fait jusqua présent ?

Que faire pour la suite ?

je reposte ici car c'est pluis de la physique que des maths en fête

Stokes

Posté par
vanoise
re : Stokes 27-09-20 à 17:05

Bonjour
L'idée d'un paramétrage en utilisant les coordonnées polaire est très bonne : variable plutôt que t peut-être. Ensuite comment écrire en polaire un déplacement élémentaire sur cet arc ?

Posté par
gts2
re : Stokes 27-09-20 à 17:10

Bonjour,

Vous confondez quart de cercle à paramétrer comme vous le dites (cela c'est pour le b) et quart de disque S, pour lequel on peut se dispenser de paramétrage (cela c'est pour le a). Si vous tenez à paramétrer S, S est une surface donc il faut deux paramètres. Pour le a, il manque la détermination du vecteur normal.

Il faut calculer le flux du rotationnel d'une part, et la circulation de A d'autre part.
Vous devriez trouver la même chose.

Posté par
gts2
re : Stokes 27-09-20 à 17:11

Bonjour,

Je laisse vanoise poursuivre...

Posté par Profil amelizre : Stokes 27-09-20 à 17:15

merci de ses réponses

quelle est la différence entre le quart de cercle S et le quart de disque S ?
a la question a il s'agit de quoi ?

Posté par
vanoise
re : Stokes 27-09-20 à 17:16

Attention à tes notations : bien faire la différence entre un déplacement élémentaire le long du contour fermé qui peut se noter \overrightarrow{dl} et un élément de surface orientée qui peut se noter \overrightarrow{dS}.
Le paramétrage en polaire est pertinent pour déterminer la circulation du vecteur \vec A le long de l'arc de cercle.
Concernant le flux du rotationnel à travers le quart de disque, autant, me semble-t-il, rester en coordonnées cartésiennes.
D'accord avec ton expression du rotationnel.

Posté par
vanoise
re : Stokes 27-09-20 à 17:19

Un cercle est une courbe le long de laquelle on calcule la circulation d'un vecteur. Un disque est une surface à travers laquelle on calcule le flux d'un autre vecteur : le rotationnel de l'autre vecteur...
Rem : même ordre d'idée : bien faire la différence entre une sphère (surface) et une boule (volume délimité par la sphère).

Posté par Profil amelizre : Stokes 27-09-20 à 17:28

merci

Posté par Profil amelizre : Stokes 27-09-20 à 17:28

merci de ces clarifications. J'en ai bien bezoin car je viens d'intégrer une école d'ingé mais avant j'étais en iut dans un total autre domaine donc tout ça je ne l'ai jamais vu alors c'est très dur pour moi

donc je résume pour la question a :
\vec{rot}\vec{A}=-\vec{e_x}-\vec{e_y}-\vec{e_z}

puis paramétrage du quart de disque S :
x=cos() et y=sin(), avec décrivant [0;/2].

Est correct jusqua présent ? Quoi faire pour la suite ?

Posté par
vanoise
re : Stokes 27-09-20 à 18:43

Tout va bien pour l'instant. Tu commences par étudier la circulation du vecteur le long du contour fermé.
Dans la base polaire \left(\overrightarrow{e_{r}},\overrightarrow{e_{\theta}}\right), un vecteur déplacement élémentaire le long de l'arc de cercle peut s'écrire :

\overrightarrow{dl}=R.d\theta.\overrightarrow{e_{\theta}}

La circulation doit aussi être calculée le long des segments en gras sur la figure pour avoir un contour fermé.

Posté par Profil amelizre : Stokes 27-09-20 à 19:14

oki merci mais maintenant comment calculer  \int \int  _S \vec{rot} \vec{A} . \vec{dS} ? Je sais pas calculer les doubles intégrales....

et pq ils demandent de paramétrer le vecteur unitaire n ? il serre à quoi ?

Posté par
vanoise
re : Stokes 27-09-20 à 20:16

Très simple ici dans la mesure où tu as démontré que le rotationnel est un vecteur fixe.

Posté par
gbm Webmaster
re : Stokes 27-09-20 à 20:44

Bonsoir,

@ameliz : le multi-post est strictement interdit sur le forum :

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q03 - Pourquoi ne faut-il pas faire du ''multi-post'' ?



Tu as en effet déjà demandé de l'aide côté maths, tu continues donc là-bas :

Posté par
mmalou Webmaster
re : Stokes 27-09-20 à 20:46

Bonsoir gbm

j'arrivais pour le signaler...
Bonne soirée



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