El diferencial del área de superficie de una esfera da 8 * PI * R Dr. ¿Cuál es su significado físico?

El diferencial de una función indica cuánto cambiaría el valor de la función si la variable cambiara en una cantidad infinitesimal.

El área de superficie de una esfera, expresada en función de su radio es

[matemáticas] \ qquad A (r) = 4 \ pi r ^ 2 [/ matemáticas]

Entonces su diferencial sería:

[matemáticas] \ qquad \ mathrm d A (r) = 8 \ pi r \, \ mathrm dr [/ math]

Lo que esto significa es que si el radio actual de la esfera es [matemática] r [/ matemática], y si el radio es cambiado por una cantidad infinitesimal [matemática] \ matemática dr [/ matemática], entonces el área de la superficie de la esfera cambiará por [math] 8 \ pi r \, \ mathrm dr [/ math].

Entonces la nueva superficie será

[matemáticas] \ begin {align} \ qquad A (r + \ mathrm dr) & = A (r) + \ mathrm d A (r) \\ & = 4 \ pi r ^ 2 + 8 \ pi r \, \ mathrm dr \ end {align} [/ math]

Tenga en cuenta la importante condición de que [math] \ mathrm dr [/ math] es una cantidad infinitesimal. Esta condición es lo que hace

[matemáticas] \ qquad 4 \ pi (r + \ mathrm dr) ^ 2 = 4 \ pi r ^ 2 + 8 \ pi r \, \ mathrm dr [/ math]

Si el cambio no es infinitesimal, entonces tendríamos:

[matemática] \ qquad 4 \ pi (r + \ Delta r) ^ 2 = 4 \ pi r ^ 2 + 8 \ pi r \, \ mathrm dr + 4 \ pi (\ Delta r) ^ 2 [/ matemática]

La esfera se divide en 8 partes iguales por tres círculos perpendiculares. Cada parte tiene una circunferencia (longitud = Pi * R). Las 8 partes lo hacen 8 * Pi * R