Gradient En Coordonnées Cylindriques – Domaine Des Longues Fauchées

Sun, 14 Jul 2024 11:08:59 +0000
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[Résolu] Gradient en coordonnées cylindriques • Forum • Zeste de Savoir Aller au menu Aller au contenu Aller à la recherche Le problème exposé dans ce sujet a été résolu. Bonjour, J'ai toujours eu un peu de mal avec les coordonnées polaires (ou cylindriques). Un exemple: le calcul du gradient en coordonnées cylindriques. Soit $f:\Bbb R^3\to\Bbb R $ différentiable au point M de coordonnées polaires $(r, \theta, z)$, et on note $g = f(rcos\theta, rsin\theta, z)$, alors via la "chain rule" on obtient: $$\nabla f(rcos\theta, rsin\theta, z) = \frac {\partial g}{\partial r}(r, \theta, z)e_r + \frac 1r \frac {\partial g}{\partial \theta}(r, \theta, z)e_\theta + \frac {\partial g}{\partial z}(r, \theta, z)e_z$$ Ce calcul me semble tout à fait cohérent, du moins j'en comprends la preuve pas à pas. Comment expliquer alors, lorsque je regarde la page wikipédia du gradient cette autre formule: $$\nabla f(r, \theta, z) = \frac {\partial f}{\partial r}(r, \theta, z)e_r + \frac 1r \frac {\partial f}{\partial \theta}(r, \theta, z)e_\theta + \frac {\partial f}{\partial z}(r, \theta, z)e_z$$ Clairement les deux formules sont distinctes.

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En coordonnées cylindriques, la position du point P est définie par les distances r et Z et par l'angle θ. Un [ N 1] système de coordonnées cylindriques est un système de coordonnées curvilignes orthogonales [ 2] qui généralise à l'espace celui des coordonnées polaires du plan [ 3] en y ajoutant une troisième coordonnée, généralement notée z, qui mesure la hauteur d'un point par rapport au plan repéré par les coordonnées polaires (de la même manière que l'on étend le système de coordonnées cartésiennes de deux à trois dimensions). Les coordonnées cylindriques servent à indiquer la position d'un point dans l'espace. Les coordonnées cylindriques ne servent pas pour les vecteurs. Lorsqu'on utilise les coordonnées cylindriques pour repérer les points, les vecteurs, eux, sont généralement repérés dans un repère vectoriel propre au point où ils s'appliquent:.

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Nous avons vu dans plusieurs articles relatifs aux sciences ( champ magnétique), des outils mathématiques comme le scalaire (défini par une valeur précise) et le vecteur (défini par trois éléments: le sens, la direction et la norme). Nous allons désormais nous intéresser à deux nouveaux outils, le gradient et la divergence en coordonnées cartésiennes (x, y, z), (ces outils existent aussi en coordonnées cylindriques (r, θ, z) et sphériques (ρ, θ, φ), mais leur écriture est assez encombrante et ne permet pas forcément une bonne compréhension, contrairement aux coordonnées cartésiennes, définies seulement par (x, y, z)). L'opérateur gradient (aussi appelé nabla) transforme un champ scalaire (f) en un champ vectoriel (la flèche du vecteur se trouve sur l'opérateur gradient): Remarque: Le vecteur gradient (de température, par exemple) se dirige du moins vers le plus, ainsi le vecteur densité de flux thermique se dirige du plus vers le moins. Cette relation est donnée par la loi de Fourier.

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3. Pour les coordonnées du point M(-1, -3) pour la fonction f, il suffit simplement de remplacer x et y dans la fonction: 4. email Pour obtenir la dérivée totale de f, on effectue la somme des dérivées partielles:

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Bonsoir, j'ai voulu établir l'expression du gradient dans les coordonnées cylindriques à partir des coordonnées cartésiennes ( je connais l'expression finale que he dois trouver à la fin du calcule) mais malheureusement j'ai trouvé une autre expression. Voila ce que j'ai fais: à partir de l'expression des coordonnée cartesiennes en fonction des coordonnées cylindrique j'ai posé une fonction S de IR 3 dans IR 3 de classe C 1 qui à (r, Phi, teta) ---> (x, y, z) et j'ai calculé sa matrice Jacobienne. Puis j'ai posé une autre fonction F de IR 3 dans IR de classe C 1 et j'ai composée F avec S (F°S). Donc j'ai obtenue la conversion des dérivée partielles de la base cartésienne à la base cylindrique en calculant le produit de la matrice jacobienne de F et l'inverse de la matrice Jacobienne de S. Je ne peux pas ecrire les résultats que j'ai trouvé car je ne sais pas comment ecrire les d (rond) et les symbole "teta" et "Phi"... Puis en faisant le passage du gradient du coordonnées artésiennes vers cylindrique j'ai trouvé une expression différente du celle connu.

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\overrightarrow{dr} \) (produit scalaire). Il suffit ainsi de savoir exprimer le déplacement élémentaire \( \overrightarrow{dr} \) dans le système de coordonnées concernées pour conclure. Ici c'est particulièrement simple: \( \overrightarrow{dr}=dr \overrightarrow{e_r} +r d\theta \overrightarrow{e_{\theta}} +dz \overrightarrow{e_z} \) L'identification des composantes du nabla ( gradient) est immédiate et conduit au résultat indiqué. remarque: à la réflexion, j'ai l'impression que le calcul que tu réalises ne conduit pas au bon résultat car il n'exprime pas le vecteur cherché; ce calcul donne simplement l'expression en fonction de \( r, \theta, z \) des composantes cartésiennes conduisant à un vecteur ainsi exprimé dans le repère cylindrique sans signification (? ) D'ailleurs, je ne comprends pas le calcul: le signe égal qui apparait au milieu de la formule pour les dérivées partielles est-il une erreur de frappe? car il n'a pas lieu d'être à mon avis. A partir de là, l'expression indiquée du nabla ( même fausse), je ne vois pas comment tu l'obtiens... en tout cas, je ne pense pas que l'écart à la bonne expression soit une simple erreur de calcul,... - Edité par Sennacherib 28 septembre 2013 à 23:58:45 tout ce qui est simple est faux, tout ce qui est compliqué est inutilisable 29 septembre 2013 à 12:27:53 Tout d'abord, merci pour vos réponses.

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