Замечание
Если в двумерном случае дуга (AB) задана уравнением y = y(x), то в качестве независимой переменной (параметра) может быть взята переменная x, и формула (7) в этом случае примет следующий вид
(7')
Если же дуга (АВ) задана уравнением x = x(y), то в качестве независимой переменной (параметра) может быть взята переменная y, и тогда сведение криволинейного интеграла к определенному интегралу по y описывается следующей формулой:
(7'')
Примеры 1 (вычисление криволинейных интегралов II рода)
1. Вычислить , где (AB) — это верхняя полуокружность радиуса R, проходимая против часовой стрелки.
Решение
![]() ![]() | ![]() |
2. Вычислить ![]() | ![]() |
На линии (OA) можно в качестве параметра взять независимую переменную x и пересчитать все подынтегральное выражение через x и ее дифференциал dx :
Теперь сводим криволинейный интеграл к определенному интегралу по переменной x:
.
3. Вычислить , где (АВ) – это дуга линии
,
,
.
Решение
На линии (АВ) возьмем в качестве независимой переменной и вычислим данный криволинейный интеграл по формуле (7"):
Отрицательное значение работы можно объяснить так: под действием данной силы перемещение материальной точки должно совершаться из точки
в точку
; поэтому вычисленное значение
- это значение работы, которую нужно затратить против силы
.
Ответ: (единиц работы).
Примеры 2 (вычисление работы переменной силы на криволинейном перемещении)
1. Вычислить работу, производимую силой при перемещении материальной точки вдоль дуги кривой
из положения
в положение
.
Решение
По физической трактовке криволинейного интеграла II рода составляем формулу для искомой работы ;
2. Сила по величине обратно пропорциональна расстоянию точки ее приложения от оси OZ, перпендикулярна к этой оси и направлена к ней. Найти работу силы при движении точки под действием этой силы по окружности от точки
до точки
.
Решение
Сделаем несколько иллюстраций к условию задачи:
;
, так как
,
так как ,
- коэффициент пропорциональности.
Вычисляем искомую работу с помощью криволинейного интеграла II рода:
Ответ:
(единиц работы).