YaChudo

Потік векторного поля

Переглядів: 0. Оновлено 26.10.2026.

В математиці, термін потік векторного поля використовується для двох різних понять:

1. Потік векторного поля через гіперповерхню — поверхневий інтеграл другого роду на поверхні S {\displaystyle S} . За означенням

Φ F = ∬ S ( F , n ) d S {\displaystyle \Phi _{F}=\iint \limits _{S}{(\mathbf {F} ,\mathbf {n} )dS}}

де F = F ( X ) = { F x ( X ) , F y ( X ) , F z ( X ) } {\displaystyle \mathbf {F} =\mathbf {F(X)} =\{F_{x}(\mathbf {X} ),F_{y}(\mathbf {X} ),F_{z}(\mathbf {X} )\}} — векторне поле (чи вектор-функція векторного аргументу — точки простору), n {\displaystyle \mathbf {n} } — одиничний вектор додатної нормалі до поверхні (додатній напрям обирається для орієнтованої поверхні умовно, але однаково для всіх точок — тобто для диференційовної поверхні — так, щоб n {\displaystyle \mathbf {n} } був неперервним; для неорієнтованої поверхні це не важливо, оскільки потік через неї завжди дорівнює нулю), d S {\displaystyle dS} — інфінітозимальний елемент поверхні. В фізиці іноді застосовують позначення

d S = n d S {\displaystyle d\mathbf {S} =\mathbf {n} dS}

тоді потік записується у вигляді

Φ F = ∬ S ( F , d S ) = ∬ S F ⋅ d S {\displaystyle \Phi _{F}=\iint \limits _{S}{(\mathbf {F} ,d\mathbf {S} )}=\iint \limits _{S}\mathbf {F} \cdot d\mathbf {S} }

Потік вектора напруженості Ф через майданчик ds - кількість силових ліній, що пронизують цей майданчик ds.


2. Потік векторного поля A → {\displaystyle {\vec {A}}} — однопараметрична родина дифеоморфізмів Γ t {\displaystyle \Gamma _{t}} , що визначаються диференційним рівнянням

d Γ t ( x ) / d t = A → ( Γ t ( x ) ) . {\displaystyle d\Gamma _{t}(x)/dt={\vec {A}}(\Gamma _{t}(x)).}

Фізична інтерпретація

Нехай рух нестисливої рідини одиничної густини задано векторним полем швидкості v = v ( x , y , z ) {\displaystyle \mathbf {v} =\mathbf {v} (x,y,z)} . Тоді маса рідини, що протече за одиницю часу через поверхню S {\displaystyle S} буде дорівнювати потоку векторного поля v {\displaystyle \mathbf {v} } через поверхню S {\displaystyle S} .

Див. також

Джерела


Джерело: стаття у Вікіпедії та історія редагувань (автори).