33
- Esercizi di riepilogo e di complemento
Teoremi di Stokes e della divergenza
1. Calcolare l’integrale curvilineo della forma differenziale ω(x, y) = dx + y dz sul bordo, orientato positivamente, della superficie di equazione
z = x + 3 sin(x
2− y
2) , x
2+ y
21
[
−π] 2. Calcolare il flusso del campo vettoriale
V = (x
2y, −xy
2, z)
uscente dalla superficie del toro T generato dalla rotazione intorno all’asse z del cerchio del piano x, z di centro (R, 0) e raggio r < R.
[
2π2r2R] 3. Calcolare l’integrale curvilineo della forma differenziale
ω(x, y, z) = (y + z) dx + (z + x) dy + (x − y) dz
sulla circonferenza intersezione tra la superficie sferica x
2+ y
2+ z
2= 1 ed il piano z = y, sia direttamente, sia applicando il teorema di Stokes.
[
0] 4. Usando il teorema di Stokes, calcolare il flusso del campo vettoriale
F(x, y, z) = (x + y)ˆı+ (z − y)ˆj+ x
3y ˆk attraverso la superficie
S = (x, y, z) ∈ R
3: z = x
2+ y
2, x
2+ y
24
[
0] 5. Calcolare il flusso del campo vettoriale
F(x, y) = −2x
3y ˆı− 1 2 x
4ˆ j
uscente dalla circonferenza di centro (0 , 0) e raggio 1, sia direttamente, sia applicando il teorema della divergenza.
[
0] 6. Calcolare il flusso del campo vettoriale
F(x, y, z) = (2x, 1, z) attraverso la superficie del toro di equazioni parametriche
ϕ :
x = (2 + cos u) sin v
y = (2 + cos u) cos v ( u, v) ∈ [0, 2π] × [0, 2π]
z = sin u
orientata secondo la normale esterna. [
12π2]
1
7. Verificare il teorema di Stokes nel caso della superficie z = 1 − x
2− y
2, z 0, orientata in modo tale che la normale in (0 , 0, 1) sia proprio (0, 0, 1) e il campo vettoriale sia F = (y, z, x).
[
−π]
8. Calcolare, sia direttamente sia con il teorema di Stokes, il flusso del rotore del campo vettoriale
F(x, y, z) = y
2ˆ ı + (x − y) ˆk attraverso la superficie S di equazione
z = 1 − x
2− y
2, ( x, y) ∈ D = {(x, y) ∈ R
2: x 0, y 0, x
2+ y
21}
orientata in modo che il versore normale sia quello della parametrizzazione cartesiana.
[
23]
9. Calcolare, sia direttamente sia con il teorema di Stokes, il flusso del rotore del campo vettoriale
F(x, y, z) = z ˆı+ y ˆj+
x
22 + y