Potenziale di un campo in un dominio non semplicemente connesso.

Potenziale di un campo in un dominio non semplicemente connesso.

di mattia eluchans -
Numero di risposte: 2

Buonasera professore.

Avrei un dubbio relativo ad un esercizio che dovrebbe essere stato dato ad una prova scritta, ovvero la determinazione di un parametro α che renda un campo conservativo in un semipiano ( insieme aperto dato da y>α). Ad un certo punto dell'imposizione dell'irrotazionalità del campo ho dovuto dividere per x per ottenere un valore α=4.  Io ho interpretato quindi il risultato come una garanzia di conservatività nei domini D1=(x>0; y>4), D2=(x<0 ,y>4) e così via, ovvero quattro quadranti i cui assi sono x=0 e y=4. Mi viene poi chiesto di calcolare il lavoro fatto lungo una curva, che però interseca l'asse delle y, e quindi non penso sia lecito calcolarmi il potenziale ai due estremi, ma l'integrale che verrebbe fuori è ( o, quanto meno, a me sembra) abbastanza laborioso. La mia domanda è quindi dov'è che sbaglio nel ragionamento. 

Non so se sono stato chiaro a sufficienza; il compito comunque è quello del 26, il secondo esercizio (non le so dire di quale fila).

La ringrazio molto della disponibilità e mi scuso per il disturbo recatole.

In riposta a mattia eluchans

Re: Potenziale di un campo in un dominio non semplicemente connesso.

di irene fabbri -

In attesa della risposta ufficiale provo a dirti qualcosa io perché penso di aver fatto il tuo stesso esercizio. E' lei la tua forma differenziale?

Forma differenziale nell'esercizio che ho fatto io

Il dominio della forma differenziale è da valutare prima e a prescindere dalla sua eventuale irrotazionalità. In questo caso il campo è definito ovunque tranne che per la retta y=alpha, quindi si tratta di un unione di due semipiani che sono insiemi stellati e quindi semplicemente connessi.

Questi sono i plot delle due componenti
F1:

https://www.google.it/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=1&espv=2&es_th=1&ie=UTF-8#q=2*x*y%2F(y-4)


F2:

https://www.google.it/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=1&espv=2&es_th=1&ie=UTF-8#q=2-4*x%5E2%2F(y-4)%5E2

Per capire per quale alpha il tuo campo è irrotazionale devi imporre che la derivata rispetto ad y di F1 sia uguale alla derivata rispetto ad x di F2. Come in tutte le equazioni quando dividi perdi possibili soluzioni, ma dividendo non cambi il dominio di definizione della forma differenziale, che in (0, y) è ben definita - se y è diverso da alpha-  e vale (0, 2).

Trovato alpha sai che il campo è irrotazionale in quel semipiano perché è C1 su un semplicemente connesso, quindi cerchi un potenziale, vedi che la curva non passa per y=4 e risolvi l'esercizio.

In riposta a mattia eluchans

Re: Potenziale di un campo in un dominio non semplicemente connesso.

di Andrea Dall'Aglio -

Concordo con quanto detto nella precedente risposta da Irene Fabbri. 

Quando si impone la condizione di irrotazionalità del campo, si deve imporre che

-8x/(y-a)^2 sia IDENTICAMENTE uguale a (-2ax)/(y-a)^2 

in tutta la regione y>a. Questo è vero se e solo se a=4. Non c'è alcun bisogno di imporre x diverso da zero.

Allego una risoluzione completa dell'esercizio.