Potencial gravitacional de discos achatados usando o teorema de convolução
O potencial gravitacional é muito utilizado nas áreas como astrofísica e física de plasmas, por exemplo, no estudo de formação e evolução de sistemas estelares e de sistemas planetários, em que a dinâmica de suas partículas constituintes é governada principalmente pelo campo gravitacional (aceleraçã...
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | Portuguese |
| Published: |
Sociedade Brasileira de Física
2025-04-01
|
| Series: | Revista Brasileira de Ensino de Física |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172025000100426&lng=pt&tlng=pt |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1850152296039579648 |
|---|---|
| author | César J.A. LLacctarímay |
| author_facet | César J.A. LLacctarímay |
| author_sort | César J.A. LLacctarímay |
| collection | DOAJ |
| description | O potencial gravitacional é muito utilizado nas áreas como astrofísica e física de plasmas, por exemplo, no estudo de formação e evolução de sistemas estelares e de sistemas planetários, em que a dinâmica de suas partículas constituintes é governada principalmente pelo campo gravitacional (aceleração) gerado pelo próprio sistema, que é determinado a partir do seu potencial gravitacional. Alguns desses sistemas têm estruturas relativamente achatadas, em que a espessura da estrutura é bastante pequena em comparação com o diâmetro, por exemplo o disco galáctico de uma galáxia espiral ou anéis planetários, nessas situações é válida a aproximação do sistema como uma estrutura totalmente achatada, é dizer como uma estrutura bidimensional. Neste trabalho, apresentamos uma forma numérica de determinar o potencial gravitacional gerado por um sistema extremadamente achatado em forma de disco fino, em um ponto sobre o plano do disco. O método consiste em dividir o domínio espacial do sistema em pequenas seções retangulares, em que em cada uma das seções a densidade de massa é considerada constante. Determinamos analiticamente a expressão para o potencial gravitacional gerada por uma seção retangular de densidade constante. Logo, devido ao princípio de superposição, o potencial gerado pelo sistema no centro de uma seção em particular será a soma de todos os potenciais geradas por cada uma das seções que formam o sistema. Para realizar essa somatória dos potenciais de uma forma mais eficiente usaremos o teorema de convolução da transformada discreta de Fourier. Finalmente analisaremos a precisão do método comparando nossos resultados com os resultados analíticos encontrados para o disco de Kalnajs e para o disco uniforme. |
| format | Article |
| id | doaj-art-28ca3b2236084d5fa32ef2fae9a646b6 |
| institution | OA Journals |
| issn | 1806-9126 |
| language | Portuguese |
| publishDate | 2025-04-01 |
| publisher | Sociedade Brasileira de Física |
| record_format | Article |
| series | Revista Brasileira de Ensino de Física |
| spelling | doaj-art-28ca3b2236084d5fa32ef2fae9a646b62025-08-20T02:26:02ZporSociedade Brasileira de FísicaRevista Brasileira de Ensino de Física1806-91262025-04-014710.1590/1806-9126-rbef-2024-0427Potencial gravitacional de discos achatados usando o teorema de convoluçãoCésar J.A. LLacctarímayhttps://orcid.org/0000-0002-0629-2695O potencial gravitacional é muito utilizado nas áreas como astrofísica e física de plasmas, por exemplo, no estudo de formação e evolução de sistemas estelares e de sistemas planetários, em que a dinâmica de suas partículas constituintes é governada principalmente pelo campo gravitacional (aceleração) gerado pelo próprio sistema, que é determinado a partir do seu potencial gravitacional. Alguns desses sistemas têm estruturas relativamente achatadas, em que a espessura da estrutura é bastante pequena em comparação com o diâmetro, por exemplo o disco galáctico de uma galáxia espiral ou anéis planetários, nessas situações é válida a aproximação do sistema como uma estrutura totalmente achatada, é dizer como uma estrutura bidimensional. Neste trabalho, apresentamos uma forma numérica de determinar o potencial gravitacional gerado por um sistema extremadamente achatado em forma de disco fino, em um ponto sobre o plano do disco. O método consiste em dividir o domínio espacial do sistema em pequenas seções retangulares, em que em cada uma das seções a densidade de massa é considerada constante. Determinamos analiticamente a expressão para o potencial gravitacional gerada por uma seção retangular de densidade constante. Logo, devido ao princípio de superposição, o potencial gerado pelo sistema no centro de uma seção em particular será a soma de todos os potenciais geradas por cada uma das seções que formam o sistema. Para realizar essa somatória dos potenciais de uma forma mais eficiente usaremos o teorema de convolução da transformada discreta de Fourier. Finalmente analisaremos a precisão do método comparando nossos resultados com os resultados analíticos encontrados para o disco de Kalnajs e para o disco uniforme.http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172025000100426&lng=pt&tlng=ptPotencial gravitacionalastrofísicamétodos numéricossistemas contínuostransformada discreta de Fourier |
| spellingShingle | César J.A. LLacctarímay Potencial gravitacional de discos achatados usando o teorema de convolução Revista Brasileira de Ensino de Física Potencial gravitacional astrofísica métodos numéricos sistemas contínuos transformada discreta de Fourier |
| title | Potencial gravitacional de discos achatados usando o teorema de convolução |
| title_full | Potencial gravitacional de discos achatados usando o teorema de convolução |
| title_fullStr | Potencial gravitacional de discos achatados usando o teorema de convolução |
| title_full_unstemmed | Potencial gravitacional de discos achatados usando o teorema de convolução |
| title_short | Potencial gravitacional de discos achatados usando o teorema de convolução |
| title_sort | potencial gravitacional de discos achatados usando o teorema de convolucao |
| topic | Potencial gravitacional astrofísica métodos numéricos sistemas contínuos transformada discreta de Fourier |
| url | http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172025000100426&lng=pt&tlng=pt |
| work_keys_str_mv | AT cesarjallacctarimay potencialgravitacionaldediscosachatadosusandooteoremadeconvolucao |