高等数学入门——利用定积分计算水压力的方法和典型例题

文摘   教育   2024-06-08 15:15   天津  

系列简介:这个系列文章讲解高等数学的基础内容,注重学习方法的培养,对初学者不易理解的问题往往会不惜笔墨加以解释。在内容上,以国内的经典教材”同济版高等数学“为蓝本,并对具体内容作了适当取舍与拓展。例如用ε-δ语言证明函数极限这类高等数学课程不要求掌握的内容,我们不作过多介绍。本系列文章适合作为大一新生初学高等数学时的课堂同步辅导,也可作为高等数学期末复习以及考研第一轮复习时的参考资料。阅读更多“高等数学入门”系列文章,欢迎关注数学若只如初见

本节我们继续介绍定积分的物理应用,在中学物理中我们知道液体压强的计算公式,当平板状物体铅直地浸没在液体中时,其侧面各点处压强随深度而变化,下面我们来介绍如何利用定积分计算板一侧所受的液体压力,(由于公式较多,故正文采用图片形式给出。
一、概述。

二、计算水压力的基本方法与基础例题。

三、例1的解答。(注意本题的解答中把铅直方向取为x轴,并且取向下为正方向,这可能会让人觉得很“别扭”,其实坐标系的建立完全是随意的,方便解题即可,比如若按习惯把y轴铅直放置,则积分变量换成y即可,当然半圆的方程要改变。)

四、一个基础考研题目。(感兴趣的读者不妨思考一下,如果把y轴正方向取为向上,计算步骤会发生哪些变化。)

五、一个综合性较强的考研题目。

六、例3的解答与评注。(本题其实难度不大,但需要读者有较强的建模和计算能力。)

七、薄板与液面成夹角的问题。(注意在本题的解答中我们始终并未建立y轴,因为没有必要!切勿将铅直方向理解为y轴!)

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笔者自学生时代至今始终对数学有着浓厚兴趣,结合自己多年学习及辅导数学的经验,在这里写一些数学专题讲解的文章,尽可能把数学的原貌展现给读者,希望大家喜欢。如果您在数学学习中遇到困难,希望公众号中的在线答疑可以对您有所帮助。
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