diff --git a/12.temporary_ins/05.coordinates-systems/40.spherical-coordinates/10.main/textbook.fr.md b/12.temporary_ins/05.coordinates-systems/40.spherical-coordinates/10.main/textbook.fr.md index c62dd8904..e96a38f2d 100644 --- a/12.temporary_ins/05.coordinates-systems/40.spherical-coordinates/10.main/textbook.fr.md +++ b/12.temporary_ins/05.coordinates-systems/40.spherical-coordinates/10.main/textbook.fr.md @@ -26,3 +26,404 @@ lessons: + + +### Coordonnées sphériques + +#### Définition des coordonnées et domaines de définition + +* *CS550* + +Les coordonnées sphériques s'écrivent $`(r, \theta, \varphi)`$, + +avec : + +$`r\in [0;\infty[`$ , $`\theta\in[0,\pi]`$ et $`\varphi\in [0;2\pi[`$. + +**$`\mathbf{ r\in [0;\infty[}`$ , $`\mathbf{\theta\in[0,\pi]}`$ , $`\mathbf{\varphi\in [0;2\pi[ }`$** + +Coordonnées sphériques d'un point $`M`$ : + +$`(r_M, \theta_M, \varphi_M)`$ : + +on écrit : + +$`M(r_M, \theta_M, \varphi_M)`$ + +Si le point est un point quelconque, on simplifie + +$`M(r, \theta, \varphi)`$ , **$`\mathbf{M=M(\rho, \theta, \varphi)}`$** + + +#### Variation d'une coordonnée et longueur du parcours associée + +* *CS560* + +[FR] élément scalaire de longueur : + +$`dl=\sqrt{dr^2+(r\,d\theta)^2+(r\,sin\theta\,d\varphi)^2}`$ , +**$`\mathbf{dl=\sqrt{dr^2+(r\,d\theta)^2+(r\,sin\theta\,d\varphi)^2}}`$** + +-------------------------- + +* *CS570* + +Vecteur position d'un point $`M(r,\theta,\varphi)`$ en coordonnées sphériques : + +
$`\overrightarrow{OM}=r\;\overrightarrow{e_r}`$ , **$`\mathbf{\overrightarrow{OM}=r\;\overrightarrow{e_r}}`$** + +----------------------------- + +* *CS580* : **N3 ($`\rightarrow`$ N4)** + +Élément de volume $`d\large\tau`$ en coordonnées sphériques : + +$`d{\large\tau} =\rho^2\;sin\,\theta\;dr\;d\theta\;d\varphi`$ , **$`\mathbf{d{\large\tau} =\rho^2\;sin\,\theta\;dr\;d\theta\;d\varphi}`$**. + +--------------------------- + +* *CS590* : **N3 ($`\rightarrow`$ N4)** + +Lorsque seule la coordonnées $`r`$ d'un point $`M(r, \theta, \varphi)`$ varie de façon +continue entre les valeurs $`r`$ et $`r+\Delta r`$, le point $`M`$ parcourt un sègment +de droite de longueur $`\Delta l_r=\Delta r`$. Lorsque $`\Delta r`$ tend vers $`0`$, +la longueur infinitésimale $`dl_r`$ parcourue pour le point $`M`$ est : + +$`\displaystyle dr=\lim_{\Delta r\rightarrow 0 \\ \Delta r>0} \Delta r`$ +$`\quad\Longrightarrow\quad dl_r=dr`$ , **$`\mathbf{dl_r=dr}`$** + +Lorsque seule la coordonnées $`\theta`$ d'un point $`M(r, \theta, \varphi)`$ varie de façon +continue entre les valeurs $`\theta`$ et $`\theta +\Delta \theta`$, le point $`M`$ parcourt un +arc de cercle de longueur $`\Delta l_{\theta}=r\;\Delta \theta`$. Lorsque $`\Delta \theta`$ tend vers $`0`$, +la longueur infinitésimale $`dl_{\theta}`$ parcourue pour le point $`M`$ est : + +$`\displaystyle d\theta=\lim_{\Delta \theta\rightarrow 0 \\ \Delta \theta>0} \Delta\theta`$ +$`\quad\Longrightarrow\quad dl_{\theta}=r\,d\theta`$ , **$`\mathbf{dl_{\theta}=r\,d\theta}`$** + +Lorsque seule la coordonnées $`\varphi`$ d'un point $`M(r, \theta, \varphi)`$ varie de façon +continue entre les valeurs $`\varphi`$ et $`\varphi +\Delta \varphi`$, le point $`M`$ parcourt un +arc de cercle de longueur $`\Delta l_{\varphi}=r \;sin\,\theta\;\Delta \varphi`$. Lorsque $`\Delta \varphi`$ tend vers $`0`$, +la longueur infinitésimale $`dl_{\varphi}`$ parcourue pour le point $`M`$ est : + +$`\displaystyle d\varphi=\lim_{\Delta \varphi\rightarrow 0 \\ \Delta \varphi>0} \Delta\varphi`$ +$`\quad\Longrightarrow\quad dl_{\varphi}=r\;sin\,\theta\;d\varphi`$ , **$`\mathbf{dl_{\varphi}=r\;sin\,\theta\;d\varphi}`$** + +--------------------------- + +* *CS600* : **N3 ($`\rightarrow`$ N4)** + +Les vecteurs $`\overrightarrow{e_r}`$, $`\overrightarrow{e_{\theta}}`$ et $`\overrightarrow{e_{\varphi}}`$ +forment une **base orthonormée** de l'espace. La base $`(\overrightarrow{e_r},\overrightarrow{e_{\theta}},\overrightarrow{e_{\varphi}})`$ +est la base associée aux coordonnées sphériques. +En coordonnées sphériques, les vecteurs de base associés +changent de direction lorsque le point $`M`$ se déplace. + +$`||\overrightarrow{e_r}||=||\overrightarrow{e_{\theta}}||=||\overrightarrow{e_{\varphi}}||=1`$ + +$`\overrightarrow{e_r}\perp\overrightarrow{e_{\theta}}\quad,\quad\overrightarrow{e_{\theta}}\perp\overrightarrow{e_{\varphi}}\quad,\quad\overrightarrow{e_{\varphi}}\perp\overrightarrow{e_r}`$ + +$`(\overrightarrow{e_x},\overrightarrow{e_y},\overrightarrow{e_z})`$ base cartesiana *directa* $`\quad\Longleftrightarrow\quad (\overrightarrow{e_r},\overrightarrow{e_{\theta}},\overrightarrow{e_{\varphi}})`$ base esférica asociada *directa*. +
$`(\overrightarrow{e_x},\overrightarrow{e_y},\overrightarrow{e_z})`$ base cartésienne *directe* $`\quad\Longleftrightarrow\quad (\overrightarrow{e_r},\overrightarrow{e_{\theta}},\overrightarrow{e_{\varphi}})`$ base sphérique associée *directe*. +
$`(\overrightarrow{e_x},\overrightarrow{e_y},\overrightarrow{e_z})`$ *direct* Cartesian base $`\quad\Longleftrightarrow\quad (\overrightarrow{e_r},\overrightarrow{e_{\theta}},\overrightarrow{e_{\varphi}})`$ *direct* associated spherical base. + +$`\overrightarrow{e_r}=sin\,\theta\;cos\,\varphi\;\overrightarrow{e_x}`$$`\;+\;sin\,\theta\;sin\,\varphi\;\overrightarrow{e_y}`$$`\;+\;cos\,\theta\;\overrightarrow{e_z}`$
+
$`\overrightarrow{e_{\theta}}=cos\,\theta\;cos\,\varphi\;\overrightarrow{e_x}`$$`\;+\;cos\,\theta\;sin\,\varphi\;\overrightarrow{e_y}`$$`\;-\;sin\,\theta\;\overrightarrow{e_z}`$
+
$`\overrightarrow{e_{\varphi}}=- sin\,\varphi\;\overrightarrow{e_x}`$$`\;+\;cos\,\varphi\;\overrightarrow{e_y}`$
+ +--------------------------- + +* *CS610* : **N3 ($`\rightarrow`$ N4)**
+ +Méthode 1 pour le calcul de $`\dfrac{d e_r}{dt}`$ , $`\dfrac{d e_{\theta}}{dt}`$ , $`\dfrac{d e_{\varphi}}{dt}`$ + +$`(\overrightarrow{e_r},\overrightarrow{e_{\varphi}},\overrightarrow{e_z})`$ +base ortogonal dependiente de la posición de $`M`$ / base orthogonale dépendante +de la position de $`M`$ / orthogonal basis dependent of the position of $`M`$.
+
$`\overrightarrow{OM}=\overrightarrow{OM}(t)\quad\Longrightarrow\quad\left\{ \begin{array}{l} +\overrightarrow{e_r} = \overrightarrow{e_r}(t) \\ +\overrightarrow{e_{\theta}} = \overrightarrow{e_{\theta}}(t) \\ +\overrightarrow{e_{\varphi}} = \overrightarrow{e_{\varphi}}(t) \\ +\end{array} \right.`$ + +$`\overrightarrow{e_r}(t)=sin\,\theta(t)\;cos\,\varphi(t)\;\overrightarrow{e_x}`$$`\;+\;sin\,\theta(t)\;sin\,\varphi(t)\;\overrightarrow{e_y}`$$`\;+\;cos\,\theta(t)\;\overrightarrow{e_z}`$
+
$`\overrightarrow{e_{\theta}}(t)=cos\,\theta(t)\;cos\,\varphi(t)\;\overrightarrow{e_x}`$$`\;+\;cos\,\theta(t)\;sin\,\varphi(t)\;\overrightarrow{e_y}`$$`\;-\;sin\,\theta(t)\;\overrightarrow{e_z}`$
+
$`\overrightarrow{e_{\varphi}}(t)=- sin\,\varphi(t)\;\overrightarrow{e_x}`$$`\;+\;cos\,\varphi(t)\;\overrightarrow{e_y}`$ + +dans la base cartésienne $`(\overrightarrow{e_x},\overrightarrow{e_y},\overrightarrow{e_z})`$ : + +$`\overrightarrow{e_r}(t)= +\left| \begin{array}{l} +sin\,\theta(t)\cdot cos\,\varphi(t) \\ +sin\,\theta(t)\cdot sin\,\varphi(t) \\ +cos\,\theta(t) \\ +\end{array} \right.\quad`$ , +$`\quad\overrightarrow{e_{\theta}}(t)= +\left|\begin{array}{l} +cos\,\theta(t)\cdot cos\,\varphi(t) \\ +cos\,\theta(t)\cdot sin\,\varphi(t) \\ +-\,sin\,\theta(t) \\ +\end{array}\right.\quad`$ , +$`\quad\overrightarrow{e_{\varphi}}(t)= +\left|\begin{array}{l} +-\,sin\,\varphi(t) \\ +cos\,\varphi(t) \\ +0 \\ +\end{array}\right.`$ + +Dans le référentiel $`\mathcal{R}(O,\overrightarrow{e_x},\overrightarrow{e_y},\overrightarrow{e_z},t)`$ de l'observateur, c'est à dire dans le référentiel où le repère cartésien $`(O, \overrightarrow{e_x},\overrightarrow{e_y},\overrightarrow{e_z})`$ est fixe, donc tel que l'origine $`O`$ est fixe et les trois vecteurs de base vérifient + +$`\dfrac{d\overrightarrow{e_x}}{dt}=\dfrac{d\overrightarrow{e_y}}{dt}=\dfrac{d\overrightarrow{e_z}}{dt}=0`$ : + +en se rappelant : $`(fg)'=f'g+fg'`$ + +$`\dfrac{d\overrightarrow{e_r}}{dt}= +\left| \begin{array}{l} +\dfrac{d}{dt} [\,sin\,\theta(t)\cdot cos\,\varphi(t) \,]\\ +\\ +\dfrac{d}{dt} [\, sin\,\theta(t)\cdot sin\,\varphi(t)\, ] \\ +\\ +\dfrac{d}{dt} [\, cos\,\theta(t)\, ] \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`\quad = +\left| \begin{array}{l} +\dfrac{d\,sin\,\theta}{dt}\cdot cos\,\varphi\;+\;sin\,\theta\cdot \dfrac{d\,cos \,\varphi}{dt} \\ +\\ +\dfrac{d\,sin\,\theta}{dt}\cdot sin\,\varphi\;+\;sin\,\theta\cdot \dfrac{d\,sin\,\varphi}{dt} \\ +\\ +\dfrac{d\,cos\,\theta}{dt} \\ +\end{array} \right.\quad`$ + +et en se rappelant : $`(f \circ g)'=(f' \circ g)\,g'`$ , + +$`\dfrac{d\overrightarrow{e_r}}{dt}= +\left| \begin{array}{l} +cos\,\theta\cdot \dfrac{d\theta}{dt}\cdot cos\,\varphi\;-\; sin\,\theta\cdot sin\,\varphi \cdot \dfrac{d\varphi}{dt} \\ +\\ +cos\,\theta\cdot \dfrac{d\theta}{dt}\cdot sin\,\varphi\;+\; sin\,\theta \cdot cos\,\varphi \cdot \dfrac{d\varphi}{dt}\\ +\\ +-\,sin\,\theta\cdot \dfrac{d\theta}{dt} \\ +\end{array} \right.\quad`$ + +$`\dfrac{d\overrightarrow{e_r}}{dt}= +\dfrac{d\theta}{dt}\cdot +\left| \begin{array}{l} +cos\,\theta\cdot cos\,\varphi \\ +cos\,\theta\cdot sin\,\varphi \\ +-\,sin\,\theta \\ +\end{array} \right.`$ +$`\;+\; +sin\,\theta\cdot\dfrac{d\varphi}{dt}\cdot +\left| \begin{array}{l} +-\,sin\,\varphi \\ +cos\,\varphi \\ +0 \\ +\end{array} \right.\quad`$ + +$`\dfrac{d\overrightarrow{e_r}}{dt}=\dfrac{d\theta}{dt}\cdot\overrightarrow{e_{\theta}}+sin\,\theta\cdot\dfrac{d\varphi}{dt}\cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}`$ + +**$`\mathbf{\dfrac{d\overrightarrow{e_r}}{dt}=\dfrac{d\theta}{dt}\cdot\overrightarrow{e_{\theta}}+sin\,\theta\cdot\dfrac{d\varphi}{dt}\cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}}`$** + +de même : + +$`\dfrac{d\overrightarrow{e_\theta}}{dt}= +\left| \begin{array}{l} +\dfrac{d}{dt} [\,cos\,\theta(t)\cdot cos\,\varphi(t) \,]\\ +\\ +\dfrac{d}{dt} [\, cos\,\theta(t)\cdot sin\,\varphi(t)\, ] \\ +\\ +\dfrac{d}{dt} [-\, sin\,\theta(t)\, ] \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`\quad = +\left| \begin{array}{l} +\dfrac{d\,cos\,\theta}{dt}\cdot cos\,\varphi\;+\;cos\,\theta\cdot \dfrac{d\,cos \,\varphi}{dt} \\ +\\ +\dfrac{d\,cos\,\theta}{dt}\cdot sin\,\varphi\;+\;cos\,\theta\cdot \dfrac{d\,sin\,\varphi}{dt} \\ +\\ +-\,\dfrac{d\,sin\,\theta}{dt} \\ +\end{array} \right.\quad`$ + + +$`\dfrac{d\overrightarrow{e_{\theta}}}{dt}= +\left| \begin{array}{l} +-\,sin\,\theta\cdot \dfrac{d\theta}{dt}\cdot cos\,\varphi\;-\; cos\,\theta\cdot sin\,\varphi \cdot \dfrac{d\varphi}{dt} \\ +\\ +-\,sin\,\theta\cdot \dfrac{d\theta}{dt}\cdot sin\,\varphi\;+\; cos\,\theta \cdot cos\,\varphi \cdot \dfrac{d\varphi}{dt}\\ +\\ +-\,cos\,\theta\cdot \dfrac{d\theta}{dt} \\ +\end{array} \right.\quad`$
+
+$`\dfrac{d\overrightarrow{e_{\theta}}}{dt}= +\dfrac{d\theta}{dt}\cdot +\left| \begin{array}{l} +-\,sin\,\theta\cdot cos\,\varphi \\ +-\,sin\,\theta\cdot sin\,\varphi \\ +-\,cos\,\theta \\ +\end{array} \right.`$ +$`\;+\; +cos\,\theta\cdot\dfrac{d\varphi}{dt}\cdot +\left| \begin{array}{l} +-\,sin\,\varphi \\ +cos\,\varphi \\ +0 \\ +\end{array} \right.\quad`$
+
+$`\dfrac{d\overrightarrow{e_{\theta}}}{dt}=-\,\dfrac{d\theta}{dt}\cdot\overrightarrow{e_r}+cos\,\theta\cdot\dfrac{d\varphi}{dt}\cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}`$
+
+**$`\mathbf{\dfrac{d\overrightarrow{e_{\theta}}}{dt}=-\,\dfrac{d\theta}{dt}\cdot\overrightarrow{e_r}+cos\,\theta\cdot\dfrac{d\varphi}{dt}\cdot \overrightarrow{e_{\varphi}}}`$**
+ + +$`\dfrac{d\overrightarrow{e_{\varphi}}}{dt}= +\left| \begin{array}{l} +\dfrac{d\,[-\,sin\,\varphi(t)]}{dt} \\ +\dfrac{d\cos\,\varphi(t)}{dt} \\ +0 \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`\quad= +\left| \begin{array}{l} +-\,cos\,\varphi(t)\cdot\dfrac{d\varphi}{dt} \\ +-\,sin\,\varphi(t)\cdot\dfrac{d\varphi}{dt} \\ +0 \\ +\end{array} \right.\quad`$ + +$`\quad\dfrac{d\overrightarrow{e_{\varphi}}}{dt}=-\,\dfrac{d\varphi}{dt}\cdot\overrightarrow{e_{\rho}}`$ + +**$`\mathbf{\dfrac{d\overrightarrow{e_{\varphi}}}{dt}=-\,\dfrac{d\varphi}{dt}}\cdot\overrightarrow{e_{\rho}}`$**
+ +avec $`\overrightarrow{e_{\rho}}`$ vecteur de la base cylindrique : + +$`(\overrightarrow{e_{\rho}}, \overrightarrow{e_{\phi}}, \overrightarrow{e_z})`$. + +--------------------------------- + +* *CS620* : **N3 ($`\rightarrow`$ N4)** + +Méthode 2 pour le calcul de +$`\dfrac{d e_r}{dt}`$ , $`\dfrac{d e_{\theta}}{dt}`$ , $`\dfrac{d e_{\varphi}}{dt}`$ + +$`\overrightarrow{e_r}=sin\,\theta\;cos\,\varphi\;\overrightarrow{e_x}`$ +$`\;+\;sin\,\theta\;sin\,\varphi\;\overrightarrow{e_y}`$$`\;+\;cos\,\theta\;\overrightarrow{e_z}`$ +$`=\overrightarrow{e_r}(\theta, \varphi)`$
+$`\overrightarrow{e_{\theta}}=cos\,\theta\;cos\,\varphi\;\overrightarrow{e_x}`$ +$`\;+\;cos\,\theta\;sin\,\varphi\;\overrightarrow{e_y}`$ +$`\;-\;sin\,\theta\;\overrightarrow{e_z}`$ +$`=\overrightarrow{e_{\theta}}(\theta, \varphi)`$
+$`\overrightarrow{e_{\varphi}}=- sin\,\varphi\;\overrightarrow{e_x}`$ +$`\;+\;cos\,\varphi\;\overrightarrow{e_y}`$ +$`=\overrightarrow{e_{\varphi}}=\overrightarrow{e_{\varphi}}(\theta, \varphi)`$ + +$`d\overrightarrow{e_r}=\dfrac{\partial\overrightarrow{e_r}}{\partial\theta}\cdot d\theta\;+\;\dfrac{\partial\overrightarrow{e_r}}{\partial\varphi}\cdot d\varphi`$
+$`d\overrightarrow{e_{\theta}}=\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\theta}}}{\partial\theta}\cdot d\theta\;+\;\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\theta}}}{\partial\varphi}\cdot d\varphi`$
+$`d\overrightarrow{e_{\varphi}}=\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\varphi}}}{\partial\theta}\cdot d\theta\;+\;\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\varphi}}}{\partial\varphi}\cdot d\varphi`$ + +$`\theta=\theta(t)`$ , $`\varphi=\varphi(t)\quad\Longrightarrow\quad`$ pour un même $`dt`$ infinitésimal, $`\theta`$ et $`\varphi`$ varient de : + +$`d\theta=\dfrac{d\theta}{dt}\cdot dt`$ et $`d\varphi=\dfrac{d\varphi}{dt}\cdot dt`$ + +$`\Longrightarrow\quad`$ pour un même $`dt`$ infinitésimal : + +$`d\overrightarrow{e_r}=\dfrac{\partial\overrightarrow{e_r}}{\partial\theta}\cdot \dfrac{d\theta}{dt}\cdot dt\;+\;\dfrac{\partial\overrightarrow{e_r}}{\partial\varphi}\cdot \dfrac{d\varphi}{dt}\cdot dt`$
+$`d\overrightarrow{e_{\theta}}=\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\theta}}}{\partial\theta}\cdot \dfrac{d\theta}{dt}\cdot dt\;+\;\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\theta}}}{\partial\varphi}\cdot \dfrac{d\varphi}{dt}\cdot dt`$
+$`d\overrightarrow{e_{\varphi}}=\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\varphi}}}{\partial\theta}\cdot \dfrac{d\theta}{dt}\cdot dt\;+\;\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\varphi}}}{\partial\varphi}\cdot \dfrac{d\varphi}{dt}\cdot dt`$ + +$`\dfrac{d\overrightarrow{e_r}}{dt}=\dfrac{\partial\overrightarrow{e_r}}{\partial\theta}\cdot \dfrac{d\theta}{dt}\;+\;\dfrac{\partial\overrightarrow{e_r}}{\partial\varphi}\cdot \dfrac{d\varphi}{dt}`$
+$`\dfrac{d\overrightarrow{e_{\theta}}}{dt}=\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\theta}}}{\partial\theta}\cdot \dfrac{d\theta}{dt}\;+\;\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\theta}}}{\partial\varphi}\cdot \dfrac{d\varphi}{dt}`$
+$`\dfrac{d\overrightarrow{e_{\varphi}}}{dt}=\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\varphi}}}{\partial\theta}\cdot \dfrac{d\theta}{dt}\;+\;\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\varphi}}}{\partial\varphi}\cdot \dfrac{d\varphi}{dt}`$ + +$`\dfrac{\partial\overrightarrow{e_r}}{\partial\theta}= +\left|\begin{array}{l} +\dfrac{\partial}{\partial\theta}(sin\,\theta\cdot cos\,\varphi) \\ +\dfrac{\partial}{\partial\theta}(sin\,\theta\cdot sin\,\varphi) \\ +\dfrac{\partial}{\partial\theta}(cos\,\theta) \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`=\left|\begin{array}{l} +cos\,\theta\cdot cos\,\varphi \\ +cos\,\theta\cdot sin\,\varphi \\ +-\,sin\,\theta \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`=\overrightarrow{e_{\theta}}`$ + +$`\dfrac{\partial\overrightarrow{e_r}}{\partial\varphi}= +\left|\begin{array}{l} +\dfrac{\partial}{\partial\varphi}(sin\,\theta\cdot cos\,\varphi) \\ +\dfrac{\partial}{\partial\varphi}(sin\,\theta\cdot sin\,\varphi) \\ +\dfrac{\partial}{\partial\varphi}(cos\,\theta) \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`=\left|\begin{array}{l} +-\,sin\,\theta\cdot sin\,\varphi \\ +sin\,\theta\cdot cos\,\varphi \\ +0 \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`=sin\,\theta\cdot\overrightarrow{e_{\varphi}}`$ + +$`\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\theta}}}{\partial\theta}= +\left|\begin{array}{l} +\dfrac{\partial}{\partial\theta}(cos\,\theta\cdot cos\,\varphi) \\ +\dfrac{\partial}{\partial\theta}(cos\,\theta\cdot sin\,\varphi) \\ +\dfrac{\partial}{\partial\theta}(-\,sin\,\theta) \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`=\left|\begin{array}{l} +-\,sin\,\theta\cdot cos\,\varphi \\ +-\,sin\,\theta\cdot sin\,\varphi \\ +-\,cos\,\theta \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`=-\,\overrightarrow{e_r}`$ + +$`\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\theta}}}{\partial\varphi}= +\left|\begin{array}{l} +\dfrac{\partial}{\partial\varphi}(cos\,\theta\cdot cos\,\varphi) \\ +\dfrac{\partial}{\partial\varphi}(cos\,\theta\cdot sin\,\varphi)] \\ +\dfrac{\partial}{\partial\varphi}(-\,sin\,\theta) \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`=\left|\begin{array}{l} +-\,cos\,\theta\cdot sin\,\varphi \\ +cos\,\theta\cdot cos\,\varphi \\ +0 \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`=cos\,\theta\cdot\overrightarrow{e_{\varphi}}`$ + +$`\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\varphi}}}{\partial\theta}= +\left|\begin{array}{l} +\dfrac{\partial}{\partial\theta}(-\,sin\,\varphi) \\ +\dfrac{\partial}{\partial\theta}(cos\,\varphi) \\ +0 \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`= +\left|\begin{array}{l} +0 \\ +0 \\ +0 \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`=\overrightarrow{0}`$ + +$`\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\varphi}}}{\partial\varphi}= +\left|\begin{array}{l} +\dfrac{\partial}{\partial\varphi}(-\,sin\,\varphi) \\ +\dfrac{\partial}{\partial\varphi}(cos\,\varphi) \\ +0 \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`= +\left|\begin{array}{l} +-\,cos\,\varphi \\ +-\,sin\,\varphi \\ +0 \\ +\end{array} \right.\quad`$ +$`=-\,\overrightarrow{e_{\rho}}`$ + +avec $`\overrightarrow{e_{\rho}}`$ vecteur de la base cylindrique : +$`(\overrightarrow{e_{\rho}}, \overrightarrow{e_{\phi}}, \overrightarrow{e_z})`$. + +$`\dfrac{d\overrightarrow{e_r}}{dt}=\dfrac{\partial\overrightarrow{e_r}}{\partial\theta}\cdot \dfrac{d\theta}{dt}\;+\;\dfrac{\partial\overrightarrow{e_r}}{\partial\varphi}\cdot \dfrac{d\varphi}{dt}\quad`$ +$`=\dfrac{d\theta}{dt}\cdot\overrightarrow{e_{\theta}}\,+\,\dfrac{d\varphi}{dt}\cdot\sin\,\theta\,\overrightarrow{e_{\varphi}}`$ + +$`\dfrac{d\overrightarrow{e_{\theta}}}{dt}=\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\theta}}}{\partial\theta}\cdot \dfrac{d\theta}{dt}\;+\;\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\theta}}}{\partial\varphi}\cdot \dfrac{d\varphi}{dt}`$ +$`=-\,\dfrac{d\theta}{dt}\cdot\overrightarrow{e_r}\,+\,\dfrac{d\varphi}{dt}\cdot\cos\,\theta\,\overrightarrow{e_{\varphi}}`$ + +$`\dfrac{d\overrightarrow{e_{\varphi}}}{dt}=\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\varphi}}}{\partial\theta}\cdot \dfrac{d\theta}{dt}\;+\;\dfrac{\partial\overrightarrow{e_{\varphi}}}{\partial\varphi}\cdot \dfrac{d\varphi}{dt}`$ +$`=\dfrac{d\theta}{dt}\cdot\overrightarrow{0}\,-\,\dfrac{d\varphi}{dt}\cdot\overrightarrow{e_{\rho}}`$ + +------------------ + +* *CS630* + +$`\overrightarrow{v}(t)=\dfrac{d\overrightarrow{OM}}{dt}=\dfrac{d\overrightarrow{OM}(t)}{dt}=\dfrac{d}{dt}\left[\,r(t)\cdot\overrightarrow{e_r}(t)\,\right]`$$`=\dfrac{dr(t)}{dt}\cdot\overrightarrow{e_r(t)}\;+\;r(t)\cdot\dfrac{d\overrightarrow{e_r}(t)}{dt}`$ +$`=\dfrac{dr}{dt}\cdot\overrightarrow{e_r}\;+\;r\cdot\dfrac{d\overrightarrow{e_r}}{dt}`$ \ No newline at end of file