Solução numérica da equação de Laplace através do método da relaxação
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Data de Publicação: | 2023 |
Outros Autores: | |
Tipo de documento: | Artigo |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Revista Brasileira de Ensino de Física (Online) |
Texto Completo: | http://old.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172023000100701 |
Resumo: | A equação de Laplace é uma equação diferencial que pode descrever diferentes fenômenos físicos. Neste trabalho discutimos como ela pode ser resolvida numericamente através do método da relaxação. O operador laplaciano é escrito em termos de diferenças finitas, estabelecendo uma relação entre o valor da função em um ponto e a média aritmética da função em pontos vizinhos. A relação obtida é aplicada iterativamente e soluções numéricas são obtidas. Aplicamos o algoritmo para a solução da equação de calor considerando estados estacionários e para a determinação de potencial eletrostático entre dois cilindros condutores coaxiais. O acordo entre soluções analíticas e numéricas é muito bom, o algoritmo é computacionalmente barato e pode ser implementado com conhecimentos básicos de algoritmos em poucas linhas de código. Discutimos como essa ferramenta didática pode ser aplicada em diferentes contextos de ensino. |
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Solução numérica da equação de Laplace através do método da relaxaçãoEquação de LaplaceSimulações ComputacionaisPythonEquações DiferenciaisA equação de Laplace é uma equação diferencial que pode descrever diferentes fenômenos físicos. Neste trabalho discutimos como ela pode ser resolvida numericamente através do método da relaxação. O operador laplaciano é escrito em termos de diferenças finitas, estabelecendo uma relação entre o valor da função em um ponto e a média aritmética da função em pontos vizinhos. A relação obtida é aplicada iterativamente e soluções numéricas são obtidas. Aplicamos o algoritmo para a solução da equação de calor considerando estados estacionários e para a determinação de potencial eletrostático entre dois cilindros condutores coaxiais. O acordo entre soluções analíticas e numéricas é muito bom, o algoritmo é computacionalmente barato e pode ser implementado com conhecimentos básicos de algoritmos em poucas linhas de código. Discutimos como essa ferramenta didática pode ser aplicada em diferentes contextos de ensino.Sociedade Brasileira de Física2023-01-01info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersiontext/htmlhttp://old.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172023000100701Revista Brasileira de Ensino de Física v.45 2023reponame:Revista Brasileira de Ensino de Física (Online)instname:Sociedade Brasileira de Física (SBF)instacron:SBF10.1590/1806-9126-rbef-2022-0256info:eu-repo/semantics/openAccessGuilhon,I.Admiral,Tiago D.por2022-12-02T00:00:00Zoai:scielo:S1806-11172023000100701Revistahttp://www.sbfisica.org.br/rbef/https://old.scielo.br/oai/scielo-oai.php||marcio@sbfisica.org.br1806-91261806-1117opendoar:2022-12-02T00:00Revista Brasileira de Ensino de Física (Online) - Sociedade Brasileira de Física (SBF)false |
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