Rotacional

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EL ROTACIONAL DE UN CAMPO VECTORIAL CARMEN SÁNCHEZ DÍEZ
Octubre 2004. Para casanchi.com
EL ROTACIONAL DE UN CAMPO VECTORIAL EN COORDENADAS RECTÁNGULARES, ESFÉRICAS Y
CILÍNDRICAS:

Del teorema del rotor de Stokes, se tiene:
∫∫
=
SL
ldfSdfrot
rrrr
.).(
o bien:


++=
=




















+∧










+∧













L
s
dzfdyfdxf
ydxd
y
f
x
f
xdzd
x
f
z
f
zdyd
z
f
y
f
321
123123
.
...
rrrrrr

que, para coordenadas generales podemo s escribir la forma diferencial como:



)
).(
.
).(
,
).(
.
).(
,
).(
.
).(
()(

































=
2
2
11
1
1
22
1
1
33
3
3
11
3
3
22
2
2
33
3
2
1
1
1
1
dq
q
drf
dq
q
drf
ds
dq
q
drf
dq
q
drf
ds
dq
q
drf
dq
q
drf
ds
ftro
q
q
q
rr





Expresión en coordenadas rectangulares o cartesianas:

En estas coordenadas es:
dxdydSdzdxdSdzdydS
qqq
===
321
,.,.
Y también es
dzdrdydrdxdr ===
321
,,

Por tanto:
)
).(
.
).(
.
,
).(
.
).(
.
,
).(
.
).(
.
()(

































=
dy
y
dxf
dx
x
dyf
dydx
dx
x
dzf
dz
z
dxf
dzdx
dz
z
dyf
dy
y
dzf
dzdy
ftro
12
31
231
1
1rr

O sea:

k
y
f
x
f
j
x
f
z
f
i
z
f
y
f
ftro
rrrrr













+










+













=
123123
)(

EL ROTACIONAL DE UN CAMPO VECTORIAL CARMEN SÁNCHEZ DÍEZ
Octubre 2004. Para casanchi.com
Expresión en coordenadas esféricas:

En estas coordenadas es:

θρρφρθρφθθρ dddSddsendSddsendS
qqq
..,...,... ===
321
2


Y también es
φθρθρρ dsendrddrddr ..,., ===
321


Por tanto:

)
).(
.
)..(
..
,
)...(
.
).(
...
,
)..(
.
)...(
...
()(

































=
θ
θ
ρ
ρ
ρ
θρ
θρρ
ρ
ρ
φθρ
ρ
φ
ρ
φρθρ
φ
φ
θρ
θ
θ
φθρ
φθθρ
d
df
d
df
dd
d
dsenf
d
df
ddsen
d
df
d
dsenf
ddsen
ftro
12
31
23
21
1
1rr


O sea
:


o
ooff
fdf
sen
fsenf
sen
ftro
φ
θρ
ρ
ρ
θ
ρ
ρ
φ
ρ
θρ
ρ
φθ
θ
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r
rr
rr
.
)(.).(
.
.).().(
.
)().(
.
)(











+
+











+











=
12
31231
111



Expresión en coordenadas cilíndricas:

En estas coordenadas es:

φρρρφρ dddSdhddSdhddS
qqq
..... ===
321


Y también es
dhdrddrddr ===
321
,., φρρ

Por tanto:

)
).(
.
)..(
..
,
).(
.
).(
.
,
)..().(
..
()(

































=
φ
φ
ρ
ρ
ρ
φρ
φρρ
ρ
ρ
ρ
ρ
φρ
φ
φφρ
d
df
d
df
dd
d
dhf
dh
h
df
dhd
dh
h
df
d
dhf
dhd
ftro
12
31
231
1
1rr

EL ROTACIONAL DE UN CAMPO VECTORIAL CARMEN SÁNCHEZ DÍEZ
Octubre 2004. Para casanchi.com
Y queda finalmente:


ooo
h
fff
h
f
h
ff
ftro
rrr
rr
.
)().(
.
)()(
.
)()(
)(











+











+











=
φρ
ρ
ρ
φ
ρ
ρ
φρ
12312311




En resumen:


En cartesianas:

k
y
f
x
f
j
x
f
z
f
i
z
f
y
f
ftro
rrrrr













+










+













=
123123
)(


En esféricas:

o
ooff
fdf
sen
fsenf
sen
ftro
φ
θρ
ρ
ρ
θ
ρ
ρ
φ
ρ
θρ
ρ
φθ
θ
θρ
r
rr
rr
.
)(.).(
.
.).().(
.
)().(
.
)(











+
+











+











=
12
31231
111



En cilíndricas:

ooo
h
fff
h
f
h
ff
ftro
rrr
rr
.
)().(
.
)()(
.
)()(
)(











+











+











=
φρ
ρ
ρ
φ
ρ
ρ
φρ
12312311
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