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벡터 A=5r sin ø az가 원기둥 좌표계로 주어졌다. 점(2, π… | [전기산업기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[전기산업기사 필기] 18년 3회차
벡터 A=5r sin ø az가 원기둥 좌표계로 주어졌다. 점(2, π, 0) 에서의 ∇ × A를 구한 값은?
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5ar
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-5ar
3
5aø
4
-5aø
해설

원기둥좌표계에서 Az=5rsinϕA_z=5r\sin\phi만 존재하는 벡터의 회전은 ×A=1rAzϕarAzraϕ\nabla\times A=\dfrac{1}{r}\dfrac{\partial A_z}{\partial \phi}\,a_r-\dfrac{\partial A_z}{\partial r}\,a_\phi로 구해진다.

Azϕ=5rcosϕ\dfrac{\partial A_z}{\partial \phi}=5r\cos\phi이므로 r성분은 5cosϕ5\cos\phi가 되고, 점 (r,ϕ)=(2,π)(r,\phi)=(2,\pi)에서 cosπ=1\cos\pi=-1이므로 5ar-5\,a_r이 된다.

한편 Azr=5sinϕ\dfrac{\partial A_z}{\partial r}=5\sin\phi이고 sinπ=0\sin\pi=0이므로 φ성분은 0이 되어, 최종적으로 ×A=5ar\nabla\times A=-5\,a_r이 된다.

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