문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 벡터 미적분

발산과 회전

벡터장의 발산(div)과 회전(curl)을 계산하고 뜻을 해석한다

유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.

4문제 · 1 / 1쪽

1.OpenStax 3권 · 6.5절 · 56번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서, 상수 각속도 ω=⟨a,b,c⟩\omega =\langle a,b,c\rangle 로 x축을 중심으로 반시계 방향으로 회전하는 강체를 생각하세요. P 가 이 물체 안의 한 점이고 위치가 r=xi+yj+zk\text{r}=x\text{i}+y\text{j}+z\text{k} 이면, P 에서의 속도는 벡터장 F=ω × r\text{F}=\omega \,\times \,\text{r} 로 주어집니다.

상수 각속도 w = <a,b,c> 로 x축을 중심으로 반시계 방향으로 회전하는 물체를 나타낸 3차원 그림이다. 물체는 대략 구 모양이며 x축 위에 뾰족한 끝이 있고, x축이 물체를 반으로 가른다. 원점 (0,0,0)에서 점 P(x,y,z)까지 화살표 r 이 그려져 있고, 점 P(x,y,z)에서 x축까지 아래로 선이 그려져 있다.

F 를 i, j, k 벡터로 나타내세요.

영어 원문 보기

For the following exercises, consider a rigid body that is rotating about the x-axis counterclockwise with constant angular velocity ω=⟨a,b,c⟩.\omega =\langle a,b,c\rangle . If P is a point in the body located at r=xi+yj+zk,\text{r}=x\text{i}+y\text{j}+z\text{k}, the velocity at P is given by vector field F=ω × r.\text{F}=\omega \,\times \,\text{r}.

A three dimensional diagram of an object rotating about the x axis in a counterclockwise manner with constant angular velocity w = <a,b,c>. The object is roughly a sphere with pointed ends on the x axis, which cuts it in half. An arrow r is drawn from (0,0,0) to P(x,y,z) and down from P(x,y,z) to the x axis.

Express F in terms of i, j, and k vectors.

정답·풀이 보기

(bz−cy)i+(cx−az)j+(ay−bx)k(bz-cy)\text{i}+(cx-az)\text{j}+(ay-bx)\text{k}

원본 교재 풀이(영어)

(bz−cy)i+(cx−az)j+(ay−bx)k(bz-cy)\text{i}+(cx-az)\text{j}+(ay-bx)\text{k}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 6.5절 · 38번
# 발산과 회전그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
2.OpenStax 3권 · 6.5절 · 57번대학 수준우리말 번역

다음 연습 문제에서, x축을 중심으로 상수 각속도 ω=⟨a,b,c⟩\omega =\langle a,b,c\rangle 로 반시계 방향으로 회전하는 강체를 생각하세요. P 가 강체 위의 점으로 r=xi+yj+zk\text{r}=x\text{i}+y\text{j}+z\text{k} 에 위치할 때, P 에서의 속도는 벡터장 F=ω × r\text{F}=\omega \,\times \,\text{r} 로 주어집니다.

상수 각속도 w = <a,b,c> 로 x축을 중심으로 반시계 방향으로 회전하는 물체를 나타낸 3차원 그림이다. 물체는 대략 구 모양이며 x축 위에 뾰족한 양 끝이 있고, x축이 물체를 반으로 가른다. 화살표 r 은 (0,0,0)에서 P(x,y,z)까지 그려져 있고, P(x,y,z)에서 x축을 향해 아래로도 선이 그려져 있다.

F\text{F} 의 발산을 구하세요.

영어 원문 보기

For the following exercises, consider a rigid body that is rotating about the x-axis counterclockwise with constant angular velocity ω=⟨a,b,c⟩.\omega =\langle a,b,c\rangle . If P is a point in the body located at r=xi+yj+zk,\text{r}=x\text{i}+y\text{j}+z\text{k}, the velocity at P is given by vector field F=ω × r.\text{F}=\omega \,\times \,\text{r}.

A three dimensional diagram of an object rotating about the x axis in a counterclockwise manner with constant angular velocity w = <a,b,c>. The object is roughly a sphere with pointed ends on the x axis, which cuts it in half. An arrow r is drawn from (0,0,0) to P(x,y,z) and down from P(x,y,z) to the x axis.

Find the div of F.\text{the div of}\,\text{F}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 6.5절 · 20번
# 발산과 회전그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
3.OpenStax 3권 · 6.5절 · 58번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서, x축을 중심으로 반시계 방향으로 상수 각속도 ω=⟨a,b,c⟩\omega =\langle a,b,c\rangle 로 회전하는 강체를 생각하세요. P가 강체 위의 점이고 r=xi+yj+zk\text{r}=x\text{i}+y\text{j}+z\text{k} 에 위치할 때, P에서의 속도는 벡터장 F=ω × r\text{F}=\omega \,\times \,\text{r} 로 주어집니다.

x축을 중심으로 반시계 방향으로 상수 각속도 w = <a,b,c>로 회전하는 물체를 나타낸 3차원 그림이다. 물체는 대략 구 모양이며 x축 위의 양 끝이 뾰족하고, x축이 물체를 반으로 가른다. 원점 (0,0,0)에서 점 P(x,y,z)까지 화살표 r이 그려져 있고, 점 P(x,y,z)에서 x축까지 아래로 선이 그려져 있다.

F\text{F}의 회전(curl)을 구하세요.

영어 원문 보기

For the following exercises, consider a rigid body that is rotating about the x-axis counterclockwise with constant angular velocity ω=⟨a,b,c⟩.\omega =\langle a,b,c\rangle . If P is a point in the body located at r=xi+yj+zk,\text{r}=x\text{i}+y\text{j}+z\text{k}, the velocity at P is given by vector field F=ω × r.\text{F}=\omega \,\times \,\text{r}.

A three dimensional diagram of an object rotating about the x axis in a counterclockwise manner with constant angular velocity w = <a,b,c>. The object is roughly a sphere with pointed ends on the x axis, which cuts it in half. An arrow r is drawn from (0,0,0) to P(x,y,z) and down from P(x,y,z) to the x axis.

Find the curl of F\text{the curl of}\,\text{F}

정답·풀이 보기

curl F=2ω\text{curl}\,\text{F}=2\omega

원본 교재 풀이(영어)

curl F=2ω\text{curl}\,\text{F}=2\omega

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 6.5절 · 18번
# 발산과 회전그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
4.OpenStax 3권 · 6.5절 · 63번대학 수준우리말 번역

[계산기 사용] 회전 속도장 v=⟨0,10z,−10y⟩\text{v}=\langle 0,10z,-10y\rangle 을 생각하자. 물레바퀴를 평면 x+y+z=1x+y+z=1 위에 그 축이 이 평면에 수직이 되도록 놓을 때, 컴퓨터 대수 시스템을 사용하여 물레바퀴가 단위 시간당 몇 바퀴 도는지 계산하세요.

회전 속도장을 나타낸 3차원 그림이다. 화살표들은 시계 방향의 회전을 보여 준다. 평면 x + y + z = 1 위에 물레바퀴가 놓여 있고, n이 평면에 수직으로 뻗어 나와 있다.

영어 원문 보기

[T] Consider rotational velocity field v=⟨0,10z,−10y⟩.\text{v}=\langle 0,10z,-10y\rangle . If a paddlewheel is placed in plane x+y+z=1x+y+z=1 with its axis normal to this plane, using a computer algebra system, calculate how fast the paddlewheel spins in revolutions per unit of time.

A three dimensional diagram of a rotational velocity field. The arrows are showing a rotation in a clockwise manner. A paddlewheel is shown in plan x + y + z = 1 with n extended out perpendicular to the plane.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 6.5절 · 62번
# 발산과 회전그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)