単純なベクトル場とは? わかりやすく解説

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単純なベクトル場

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/06/06 01:19 UTC 版)

回転 (ベクトル解析)」の記事における「単純なベクトル場」の解説

x と y に線型依存するベクトル場 F ( x , y , z ) = y x ^ − x y ^ {\displaystyle \mathbf {F} (x,y,z)=y{\hat {\mathbf {x} }}-x{\hat {\mathbf {y} }}} をとれば、これは のような様子で、見た目通りこの場が「回転」していることがわかる。この場に、どこでもよいから外輪 (paddle wheel) を置けば外輪時計回り回転することはすぐに分かる右手系に従うならば、この「回転」は、画面向かって垂直に入る向きであることが期待される右手系座標系を取るのであれば画面垂直に向かっていく方向は負の z-方向である。ここに x, y が出てこない(xy-平面直交する)ことは交叉積と同様である。 さて、この場の回転計算すれば、 ∇ × F = 0 x ^ + 0 y ^ + [ ∂ ∂ x ( − x ) − ∂ ∂ y y ] z ^ = − 2 z ^ {\displaystyle \nabla \times \mathbf {F} =0{\hat {\mathbf {x} }}+0{\hat {\mathbf {y} }}+\left[{\frac {\partial }{\partial x}}(-x)-{\frac {\partial }{\partial y}}y\right]{\hat {\mathbf {z} }}=-2{\hat {\mathbf {z} }}} となり、これは期待した通り実際に負の z 方向を指す。上記回転量はどの点 (x, y) でも同じであり、F の回転を図にしたものは非常につまらないものになる

※この「単純なベクトル場」の解説は、「回転 (ベクトル解析)」の解説の一部です。
「単純なベクトル場」を含む「回転 (ベクトル解析)」の記事については、「回転 (ベクトル解析)」の概要を参照ください。

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