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Lista 1 1. Seja v um vetor arbitr´ ario e n um vetor unit´ ario arbitr´ ario. Mostre que: (a) v =(v · n)n - (v × n) × n, (b) v =(v · n)n +(vn) · n - (nv) · n. 2. Dados dois vetores a e b, e um tensor de segunda ordem S, mostre que: (a) S · (ab)=(S · a)b, (b) (ab) · S = a(S T · b), (c) (ab) T = ba. [Dica: Dois tensores de segunda ordem A e B ao iguais se e somente se A · v = B · v para qualquer vetor v.] 3. Dado que a ij = αδ ij b kk + βb ij , em que β 6=0 e 3α + β 6=0, determine b ij em termos de a ij . 4. Mostre que o trac ¸o de um tensor ´ e igual ao trac ¸o de sua parte sim´ etrica (o que significa que o trac ¸o de um tensor anti-sim´ etrico ´ e igual a zero). 5. Mostre que, se w ´ e o vetor axial associado ao tensor anti-sim´ etrico W, ent˜ ao: |w| = 1 2 |W|. 6. Sejam r o vetor de coordenadas espaciais e uma func ¸˜ ao real f (r), com r = |r|. Mostre que ∇· [rf (r)] = 3f (r)+ r df dr . 7. Prove as seguintes identidades utilizando notac ¸˜ ao indicial. Nas express˜ oes abaixo, φ ´ e um campo escalar, u e v ao campos vetoriais. (a) ∇· (φu)= φ∇· u + u ·∇φ (b) ∇× (φu)= φ∇× u + φ × u (c) ∇· (u × v)= v ·∇× u - u ·∇× v (d) ∇×∇φ =0 (e) ∇·∇× u = 0 (f) u ·∇u =(∇× u) × u + ( 1 2 |u| 2 ) (g) ∇· (φuu)= φu ·∇u + u[∇· (φu)] 1

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  • Lista 1

    1. Seja v um vetor arbitrario e n um vetor unitario arbitrario. Mostre que:

    (a) v = (v n)n (v n) n,(b) v = (v n)n+ (vn) n (nv) n.

    2. Dados dois vetores a e b, e um tensor de segunda ordem S, mostre que:

    (a) S (ab) = (S a)b,(b) (ab) S = a(ST b),(c) (ab)T = ba.

    [Dica: Dois tensores de segunda ordem A e B sao iguais se e somente se A v = B v paraqualquer vetor v.]

    3. Dado que aij = ijbkk + bij , em que 6= 0 e 3+ 6= 0, determine bij em termos de aij .4. Mostre que o traco de um tensor e igual ao traco de sua parte simetrica (o que significa que o

    traco de um tensor anti-simetrico e igual a zero).

    5. Mostre que, se w e o vetor axial associado ao tensor anti-simetrico W, entao:

    |w| = 12|W|.

    6. Sejam r o vetor de coordenadas espaciais e uma funcao real f(r), com r = |r|. Mostre que

    [rf(r)] = 3f(r) + rdfdr.

    7. Prove as seguintes identidades utilizando notacao indicial. Nas expressoes abaixo, e umcampo escalar, u e v sao campos vetoriais.

    (a) (u) = u+ u (b) (u) = u+ u(c) (u v) = v u u v(d) = 0(e) u = 0(f) u u = ( u) u+(12 |u|2)(g) (uu) = u u+ u[ (u)]

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