Problema nº 1-b de integrales, flujo saliente a través de un hemisferio

Enunciado del ejercicio nº 1-b

Calcular el flujo saliente del campo:

(y, x, z²) a través de la hemisferio x² + y² + z² = 1, z ≥ 0.

Desarrollo

Fórmulas:

Integral para calcular el flujo saliente del campo

Cálculo del volumen de un campo vectorial

Solución

Hallamos la divergencia del campo:

F = (x, y, z²) ⇒ ∇F = (0 + 0 + 2·z)

∇F = 2·z

Planteamos la integral para la página exterior del dominio:

Cálculo del flujo saliente

Cambiamos a sistema de coordenadas esféricas:

Cálculo del flujo saliente

Resolvemos:

Cálculo del flujo saliente

Cálculo del flujo saliente

Flujo = -4·π·(¼·1⁴ - ¼·0⁴)·(½·cos² 0 - ½·cos² π/2) = -4·π·¼·½ = -π/2

Resultado, el flujo saliente del campo es:

Flujo = -π/2

Ejemplo, cómo calcular el flujo saliente a través de un hemisferio

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