Exercícios Resolvidos de Caso Vetorial no R³

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Enunciado

O movimento de uma partícula de massa unitária no intervalo de tempo 0 ≤ t ≤ π / 2 é descrito pela curva parametrizada r t = cos ⁡ 2 t ,   s e n   2 t , 2 π t .

c) Calcule o trabalho realizado pela força F x , y , z = - 4 x , - 4 y , 0 atuando sobre a partícula entre os instantes t = 0 e t = π / 2 .

Passo 1

O trabalho realizado pela força F ao longo da trajetória r ( t ) é dado por:

W = ∫ r   F . d r = ∫ 0 π / 2 F r t . r ' t d t

Escrevendo o campo nas variáveis da parametrização da curva:

F r t = - 4 cos ⁡ 2 t , - 4 s e n   2 t , 0

Substituindo na integral

W = ∫ 0 π / 2 - 4 cos ⁡ 2 t , - 4 s e n   2 t , 0 . - 2   s e n   2 t ,   2 cos ⁡ 2 t , 2 π d t

= ∫ 0 π / 2 8   s e n   2 t cos ⁡ 2 t - 8   s e n   2 t cos ⁡ 2 t d t =

= ∫ 0 π / 2 0 d t =

= 0

Resposta

W = 0

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Nos exercícios 18 a 25, calcular as integrais curvilíneas dadas:24. ∫ C y d x + z d y - x y d z , onde C é dada por y = s e nx ; z = 4 ; x ∈ [ 0,2 π ] .
Nos exercícios 18 a 25, calcular as integrais curvilíneas dadas:22. ∫ C d x + d y + d z , onde C é a intersecção das superfícies y + z = 5 e z = 4 - x 2 do ponto A ( 2 ,5 ,0 ) ao ponto B ( - 2 ,5 ,0 )
Calcule ∫ γ d x + x y d y + zd z , onde γ é a interseção de x 2 + y 2 + z 2 = 2 ,x ≥ 0 ,y ≥ 0 e z ≥ 0 , com o plano y = x ; o sentido do percurso é do ponto 0,0 , 2 para 1,1 , 0 .
Calcule a integral de linha ∫ C F.d r , onde C é dada pela função vetorial r t . F x ,y = x + yi + y - z j + z 2k, r t = t 2i + t 3j + t 2k,0 ≤ t ≤ 1
Determine uma função f tal que F → = ∇ f e Use a parte (a) para calcular ∫ C F → ⋅ d r → sobre a curva C dada. F → x , y = y 2 cos ⁡ z i → + 2 x y c o szj → - x y 2 s e nz k → ,C : r → t = t 2 i →s e