Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 113
Mostre que qualquer função diferenciável do número complexo conduz a um potencial válido (a parte real de ) e a uma função de corrente correspondente (a parte negativa imaginária de ) de um escoamento irrotacional e incompressível. Para fazer isso, prove, usando a regra da cadeia, que satisfaz automaticamente a equação de Laplace. Então, mostre que .
Passo 1
Vamos lá, fazer o que o exercício nos pede!
Bom, nosso enunciado não nos deu a função …
Como faremos?
Vamos começar investigando para encontrar a função. Primeiro representando a parte real:
Agora vamos fazer o mesmo, para a parte imaginária:
Agora vamos partir para o segundo passo!
Passo 2
Da mesma forma que fizemos as considerações para a primeira derivada, isso também é verdade para a segunda, primeiro para a parte real:
Agora vamos fazer o mesmo, para a parte imaginária:
Vamos ver então, se fazendo isso teremos uma função que satisfaz a equação de Laplace:
Show! Agora precisamos mostrar que , vamos fazer isso no próximo passo!
Passo 3
Agora para a gente provar, só temos que lembrar da equação que escrevemos ali em cima:
E sendo uma função que envolve números complexos, temos que:
Da mesma forma:
Show! Mostramos que:
Arrasamos!!
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)