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II. Ditferentialoperationen.
Etwas ganz Analoges können wir bezüglich [V A | sagen. Aus
Nr. 4 ergibt sich, daß [rffA] tangential zu der Oberfläche von V ist.
Bezeichnen wir [nA] durch r, so ersehen wir, daß [VA] den
Mittelwert des tangentialen Vektors tdf längs der Oberfläche von V
bedeutet, berechnet auf die Einheit des Volumens, auch für eine
bestimmte Stelle des Feldes von A. Zugleich ergibt sich, daß | V A]
ein Vektor ist.
Man bezeichnet gewöhnlich die linken Seiten von (45) und
(46) durch
(49) VA = div Z (Sprich: Divergenz A)
und
(50) [VA] — curl Z (Sprich: Körl A) 1 )
oder auch
(50a) [VA] = rotA (Sprich: Rotation A oder Rotor A).
Es bedeuten demnach diese Bezeichnungen div und curl oder
rot, Abkürzungen für die in (45) und (46) angedeuteten Operationen
an dem Vektor A- Zugleich sollen uns diese Abkürzungen daran
erinnern, daß wir es mit Operationen an einem Vektor zu tun
haben. Außerdem ersehen wir, daß div stets ein Skalar und curl
oder rot stets ein Vektor ist.
Erste Bemerkung. Diese Bezeichnungen sind bei der physi
kalischen Anwendung der Ausdrücke VA und {VA| entstanden.
Es sei n die Strömungsgeschwindigkeit eines Gases nach Größe
und Richtung für einen bestimmten Punkt des Raumes. Dann
fließt in der Zeiteinheit durch das Flächenelement cif die Menge
qücIf, wo q die Dichte des Gases an der betreffenden Stelle be
deutet. Infolgedessen gibt div (pn) an, um wieviel aus der
Volumeneinheit in der Zeiteinheit mehr Gas entwichen als ein
geströmt ist. Dabei ändert sich aber die Dichte p, und zwar
verkleinert sie sich in der Zeiteinheit um ^ — — div (pü), falls
div (pu) positiv ist. Es ist demnach
(a)
Wir denken uns jetzt eine gerade Maschiuenwelle, die sich
um eine im Raume feste Achse dreht mit einer konstanten Winkel
1) curl ist ein englisches Wort und bedeutet: Locke, Windung.