calculus

Divergente (cálculo vetorial)

O divergente de um campo vetorial mede o "fluxo de saída" líquido em cada ponto. ∇·F > 0 indica uma fonte; < 0 um sumidouro. É fundamental na dinâmica de fluidos e no eletromagnetismo.

O divergente é uma operação escalar sobre um campo vetorial F=(F1,F2,F3)\vec{F} = (F_1, F_2, F_3) em R3\mathbb{R}^3:

F=F1x+F2y+F3z\nabla \cdot \vec{F} = \frac{\partial F_1}{\partial x} + \frac{\partial F_2}{\partial y} + \frac{\partial F_3}{\partial z}

Significado físico: (F)(p)(\nabla \cdot \vec{F})(p) mede a taxa líquida de fluxo de saída de F\vec{F} por unidade de volume no ponto pp.

  • >0> 0: fonte líquida (fluido se espalhando, densidade de carga positiva).
  • <0< 0: sumidouro.
  • =0= 0: campo incompressível (água escoando sem compressão).

O teorema do divergente (de Gauss) relaciona o divergente sobre uma região com o fluxo através de sua fronteira — um dos quatro grandes teoremas do cálculo vetorial. Sustenta a dinâmica de fluidos, o eletromagnetismo (equações de Maxwell) e a corrente de probabilidade na mecânica quântica.