Dado el campo vectorial \( \vec{F}=(2 y-z) i+(3 x+1) j+(x y) \boldsymbol{k} \) ¿cuál es el rotacional \( \nabla \times F \) ?
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Para encontrar el rotacional del campo vectorial \( \vec{F} = (2y - z) \hat{i} + (3x + 1) \hat{j} + (xy) \hat{k} \), usamos la fórmula del rotacional en coordenadas cartesianas: \[ \nabla \times \vec{F} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ \frac{\partial}{\partial x} & \frac{\partial}{\partial y} & \frac{\partial}{\partial z} \\ 2y - z & 3x + 1 & xy \end{vmatrix} \] Al calcular el determinante, encontramos: \[ \nabla \times \vec{F} = \left( \frac{\partial}{\partial y}(xy) - \frac{\partial}{\partial z}(3x + 1) \right) \hat{i} - \left( \frac{\partial}{\partial x}(xy) - \frac{\partial}{\partial z}(2y - z) \right) \hat{j} + \left( \frac{\partial}{\partial x}(3x + 1) - \frac{\partial}{\partial y}(2y - z) \right) \hat{k} \] Calculando cada componente se obtiene: 1. Componente \( \hat{i} \): \( \frac{\partial}{\partial y}(xy) - \frac{\partial}{\partial z}(3x + 1) = x - 0 = x \) 2. Componente \( \hat{j} \): \( \frac{\partial}{\partial x}(xy) - \frac{\partial}{\partial z}(2y - z) = y - (-1) = y + 1 \) 3. Componente \( \hat{k} \): \( \frac{\partial}{\partial x}(3x + 1) - \frac{\partial}{\partial y}(2y - z) = 3 - 2 = 1 \) Por lo tanto, el rotacional \( \nabla \times \vec{F} \) es: \[ \nabla \times \vec{F} = x \hat{i} - (y + 1) \hat{j} + 1 \hat{k} \] Finalmente, el resultado es: \[ \nabla \times \vec{F} = x \hat{i} - (y + 1) \hat{j} + \hat{k} \]
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