FEMM 5

Исследователь градиента

Перед опытом. Как направление движения связано с изменением потенциала?

Задача и результат исследования
  1. Выберите гауссов холм; зафиксируйте точку и компоненты градиента.
  2. Установите направление вдоль, поперёк и против градиента; сравните производные.
  3. Для поля x²+y²/2+2z² проверьте контрольный пример занятия.

Проверка и вывод. Градиент — вектор; производная по направлению — его скалярная проекция.

Связанные учебные модели и их условия

Параметры этих примеров указаны на рисунках; текущее состояние интерактивного опыта показано выше.

Поля, координаты и градиент. Аналитический эталон. Показан срез z = 0,5 и проекция градиента на x–y. Производная найдена для единичного направления (1;1;0)/√2. Координаты условные; пространственные размеры в миллиметрах не задаются.
Поля, координаты и градиент1 — точка P = (1; 1; 0,5); стрелка — проекция ∇fАналитический эталон. Показан срез z = 0,5 и проекция градиента на x–y. Производная найдена для единичного направления (1;1;0)/√2. Координаты условные; пространственные размеры в миллиметрах не задаются.Открыть SVG целикомРезультат отдельно
Кадр и контрольные данные для чтения без интерактиваИсходное состояние лаборатории Исследователь градиента
f(P)f(P)
1,11
∂f/∂x\partial f/\partial x
−1м⁻¹
∂f/∂y\partial f/\partial y
−0,669м⁻¹
∂f/∂z\partial f/\partial z
—
∣∇f∣|\nabla f| — макс. скорость роста
1,21м⁻¹
∂f/∂l\partial f/\partial \vec l — производная по направлению
−1,2м⁻¹
Угол θ\theta между l\vec l и ∇f\nabla f
176°
∇f⋅t\nabla f\cdot\vec t (касательный вектор к уровню)
0м⁻¹

Кадр показывает исходное состояние учебной визуализации. Подписи указывают аналитическое или численное происхождение данных.

Продолжить занятие: Поля, координаты и градиент

Сохранение параметров относится к этому опыту. Выполнение задания подтверждают таблица, объяснение и собственные файлы FEMM.