Engenheiro
Definição: Seja D um conjunto em 2 (uma região plana). Um campo vetorial sobre
2 é uma função F que associa a cada ponto x, y em D um vetor bidimensional
F x, y
F x, y P x, y i Q x, y j P x, y , Q x , y
Ou simplificando F Pi Qj Podemos definir também um campo vetorial em 3 : Definição: Seja E um subconjunto do 3 . Um campo vetorial sobre 3 é uma função F que associa a cada ponto x, y, z em E um vetor tridimensional F x, y, z
F x, y , z P x, y , z i Q x, y , z j R x , y , z P x, y , z , Q x , y , z , R x, y , z
Ou simplificando F Pi Qj Rk
Uma f x, y z é chamada campo escalar para distinguir de campo vetorial. Representação gráfica: o campo vetorial F x, y é representado em 2 , enquanto que o campo escalar f x, y é representado em 3 . Continuidade: F é contínua se e somente se suas funções componentes P, Q e R são contínuas.
Campo Gradiente
Se f é uma função escalar de duas variáveis, sabemos que seu gradiente é definido por:
f x, y f x x, y i f y x, y j
Assim temos que de fato, o gradiente de uma função escalar é um campo vetorial. Exercício: Determine o campo gradiente das funções. a) f x, y ln x 2 y b) f x, y , z x 2 y 2 z 2
Campo Conservativo
Seja F Pi Qj um campo vetorial sobre uma região D aberta e simplesmente conexa. Suponha que P e Q tenham derivadas parciais de 1ª ordem contínuas e que
P Q por toda a região D y x então F é conservativo F é conservativo se existe uma função f x, y tal que F seja o gradiente desta função. Exercício: Determine se F é ou não conservativo a) F x, y x y i x 2 j b) F x, y 3 2 xy i x 2 3 y 2 j
Rotacional
Se F Pi Qj Rk é um campo vetorial sobre 3 e as derivadas parciais de P, Q e R existem, então
R Q P R Q P rot F y z i z x j x y k