Stream Function
1. نبدأ ببيان المشكلة: لدينا مركبات سرعة لمائع في الإحداثيات القطبية حيث $u_r=0$ و $u_\theta=\frac{k}{r}$، ونريد إيجاد دالة الانسياب $\psi$.
2. دالة الانسياب في الإحداثيات القطبية تعرف بالعلاقة:
$$u_r=\frac{1}{r}\frac{\partial \psi}{\partial \theta}, \quad u_\theta=-\frac{\partial \psi}{\partial r}$$
3. نعوض القيم المعطاة:
$$0=\frac{1}{r}\frac{\partial \psi}{\partial \theta} \implies \frac{\partial \psi}{\partial \theta}=0$$
وهذا يعني أن $\psi$ لا تعتمد على $\theta$.
4. من المعادلة الثانية:
$$\frac{k}{r} = -\frac{\partial \psi}{\partial r} \implies \frac{\partial \psi}{\partial r} = -\frac{k}{r}$$
5. نكامل بالنسبة إلى $r$:
$$\psi = -k \ln r + C(\theta)$$
لكن من الخطوة 3، $\psi$ لا تعتمد على $\theta$، إذن:
$$\psi = -k \ln r + c$$ حيث $c$ ثابت.
6. إذن دالة الانسياب هي:
$$\boxed{\psi = -k \ln r + c}$$
الإجابة الصحيحة هي الخيار (c).