圆与正方形的通量与环流

圆与正方形的通量与环流
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2016-05-09 13:17
本范例演示了圆与正方形上的通量与环流的概念。核心数学概念包括向量、导数和积分。通过使用GeoGebra命令如CurveCartesian、Circle、Derivative和Sum等,可以构造出动态的几何图形,展示通量和环流的变化。适合高中数学教学和学习微积分的学生。

GeoGebra 命令及参数

  1. CurveCartesian((Radius * cos(((2 * π) * t))) + x(Drag), (Radius * sin(((2 * π) * t))) + y(Drag), t, 0, 1) → path_c
  2. Sequence(Sequence[Vector[(j, k), (j + (scale * F_1(j, k)), k + (scale * F_2(j, k)))], j, xmin, xmax, xstep], k, ymin, ymax, ystep) → vField
  3. Line(I, xAxis) → f
  4. Line(J, xAxis) → g
  5. Line(K, xAxis) → h
  6. Sequence(Segment[Rotate[curlPt - (0.2, 0), k + curlAngle, curlPt], Rotate[curlPt + (0.2, 0), k + curlAngle, curlPt]], k, 0, 2.0944, 1.0472) → spokes
  7. Circle(divPt, 0.2) → divGlowCircle
  8. CurveCartesian((t * x(Drag)) + ((1 - t) * x(Drag)), (t * (y(Drag) + Side)) + ((1 - t) * y(Drag)), t, 0, 1) → path_{s1}
  9. CurveCartesian((t * (x(Drag) - Side)) + ((1 - t) * x(Drag)), (t * (y(Drag) + Side)) + ((1 - t) * (y(Drag) + Side)), t, 0, 1) → path_{s2}
  10. CurveCartesian((t * (x(Drag) - Side)) + ((1 - t) * (x(Drag) - Side)), (t * y(Drag)) + ((1 - t) * (y(Drag) + Side)), t, 0, 1) → path_{s3}
  11. CurveCartesian((t * x(Drag)) + ((1 - t) * (x(Drag) - Side)), (t * y(Drag)) + ((1 - t) * y(Drag)), t, 0, 1) → path_{s4}
  12. Derivative(path_{s1}) → Dpath_{s1}
  13. Derivative(path_{s2}) → Dpath_{s2}
  14. Derivative(path_{s3}) → Dpath_{s3}
  15. Derivative(path_{s4}) → Dpath_{s4}
  16. Sum(Sequence[(((F_1(x(path_{s1}(i + dS / 2)), y(path_{s1}(i + dS / 2))), F_2(x(path_{s1}(i + dS / 2)), y(path_{s1}(i + dS / 2)))) * (y(Dpath_{s1}(i + dS / 2)), (-x(Dpath_{s1}(i + dS / 2))))) * dS), i, 0, 1 - dS, dS]) → Flux_{s1}
  17. Sum(Sequence[(((F_1(x(path_{s2}(i + dS / 2)), y(path_{s2}(i + dS / 2))), F_2(x(path_{s2}(i + dS / 2)), y(path_{s2}(i + dS / 2)))) * (y(Dpath_{s2}(i + dS / 2)), (-x(Dpath_{s2}(i + dS / 2))))) * dS), i, 0, 1 - dS, dS]) → Flux_{s2}
  18. Sum(Sequence[(((F_1(x(path_{s3}(i + dS / 2)), y(path_{s3}(i + dS / 2))), F_2(x(path_{s3}(i + dS / 2)), y(path_{s3}(i + dS / 2)))) * (y(Dpath_{s3}(i + dS / 2)), (-x(Dpath_{s3}(i + dS / 2))))) * dS), i, 0, 1 - dS, dS]) → Flux_{s3}
  19. Sum(Sequence[(((F_1(x(path_{s4}(i + dS / 2)), y(path_{s4}(i + dS / 2))), F_2(x(path_{s4}(i + dS / 2)), y(path_{s4}(i + dS / 2)))) * (y(Dpath_{s4}(i + dS / 2)), (-x(Dpath_{s4}(i + dS / 2))))) * dS), i, 0, 1 - dS, dS]) → Flux_{s4}
  20. Sum(list1, (s * 4)) → TT
  21. Sum(Sequence[((path_{s1}(i + dS) - path_{s1}(i)) * (F_1(x(path_{s1}(i + dS / 2)), y(path_{s1}(i + dS / 2))), F_2(x(path_{s1}(i + dS / 2)), y(path_{s1}(i + dS / 2))))), i, 0, s - dS, dS]) → Circ_1
  22. Sum(Sequence[((path_{s2}(i + dS) - path_{s2}(i)) * (F_1(x(path_{s2}(i + dS / 2)), y(path_{s2}(i + dS / 2))), F_2(x(path_{s2}(i + dS / 2)), y(path_{s2}(i + dS / 2))))), i, 0, s - dS, dS]) → Circ_2
  23. Sum(Sequence[((path_{s3}(i + dS) - path_{s3}(i)) * (F_1(x(path_{s3}(i + dS / 2)), y(path_{s3}(i + dS / 2))), F_2(x(path_{s3}(i + dS / 2)), y(path_{s3}(i + dS / 2))))), i, 0, s - dS, dS]) → Circ_3
  24. Sum(Sequence[((path_{s4}(i + dS) - path_{s4}(i)) * (F_1(x(path_{s4}(i + dS / 2)), y(path_{s4}(i + dS / 2))), F_2(x(path_{s4}(i + dS / 2)), y(path_{s4}(i + dS / 2))))), i, 0, s - dS, dS]) → Circ_4
  25. Sum(list2, (4 * s)) → TT_2
  26. Segment(path_{s1}(0.5), path_{s1}(0.5 + 0.01)) → arrw01
  27. Segment(path_{s2}(0.5), path_{s2}(0.5 + 0.01)) → arrw02
  28. Segment(path_{s3}(0.5), path_{s3}(0.5 + 0.01)) → arrw03
  29. Segment(path_{s4}(0.5), path_{s4}(0.5 + 0.01)) → arrw04
  30. Distance(Drag, (0, 0)) → cond
  31. Polygon(Drag, M, 4) → poly1, i, j, k, l, N, O
  32. Sum(Sequence[((path_c(i + dS) - path_c(i)) * (F_1(x(path_c(i + dS / 2)), y(path_c(i + dS / 2))), F_2(x(path_c(i + dS / 2)), y(path_c(i + dS / 2))))), i, 0, s2 - dS, dS]) → Circ
  33. Derivative(path_c) → Dpath_c
  34. Sum(Sequence[(((F_1(x(path_c(i + dS / 2)), y(path_c(i + dS / 2))), F_2(x(path_c(i + dS / 2)), y(path_c(i + dS / 2)))) * (y(Dpath_c(i + dS / 2)), (-x(Dpath_c(i + dS / 2))))) * dS), i, 0, s2 - dS, dS]) → Flux
  35. Segment(path_c(0.3), path_c(0.3 + 0.01)) → arrow01
  36. Segment(path_c(0.6), path_c(0.6 + 0.01)) → arrow02
  37. CurveCartesian((Radius * cos(((2 * π) * t))) + x(Drag), (Radius * sin(((2 * π) * t))) + y(Drag), t, 0, s2) → partPath_c

AI 绘图提示语参考

画一个圆和一个正方形,圆心在拖动点上,正方形的边与x轴平行。在圆上绘制一个向量场,显示向量的流动方向和强度。在圆上和正方形的边界上分别计算并绘制环量和通量,用箭头表示。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。