Найти напряженность поля. Теорема Гаусса

Автор
Сообщение
777asya777
#18448 2014-04-07 15:02 GMT

Помогите решить задачку:

Используя теорему Гаусса, найдите напряженность поля, создаваемого сплошным стеклянным, бесконечно протяженным цилиндром радиуса R = 1,0 см, как функцию расстояния r от оси цилиндра. Объемная плотность заряда цилиндра равна ρ = 20 нКл/м3. Постройте график зависимости E = f ( r ). Диэлектрическая проницаемость стекла ε = 6

Решение: Как рассуждать?

Есть ли напряженность внутри цилиндра?

Напряженность вне цилиндра находим по формуле:

Eвне=ρR^2/2εr

тогда какое значение r подставлять?

Count_May
#18454 2014-04-07 20:13 GMT

Рассуждать лучше так: Сначала найдите напряжённость внутри цилиндра, вырезав из бесконечно длинного цилиндр длиной L. Получите линейную зависимость E(r). Потом вне цилиндра - большой зелёный. Получите обратно пропорциональную зависимость.

http://sfiz.ru/datas/users/16465-1396886762_xs1.jpg

iskander
#18455 2014-04-08 10:40 GMT

Рассмотрим цилиндр высотой \(h\) внутри стеклянного цилиндра \(r<R\)

его заряд

\(q=\rho{V}=\rho\pi{r}^2h\)

\(E(r)\cdot2\pi{rh}=\frac{1}{\varepsilon}\rho\pi{r}^2h\)

\(E(r)=\frac{\rho}{2\varepsilon}r\)

\(r>R\)

\(q=\rho\pi{R}^2h\)

\(E(r)\cdot2\pi{rh}=\frac{1}{\varepsilon_0}\rho\pi{R}^2h\)

\(E(r)=\frac{\rho{R}^2}{2\varepsilon_0r}\)

график построить легко

777asya777
#18457 2014-04-08 14:33 GMT

Большое спасибо.

Катя123
#18601 2014-04-21 15:59 GMT

я так понимаю у этой задачи 2 случая

скажите, пожалуйста, в этой задаче какое r нужно брать или нужно решить относительно r и получить ответ с r или просто любые значения нужно взять?

и еще во 2 случае r>R там нужно писать e, оно равно 1, но все же?

Count_May
#18603 2014-04-21 21:51 GMT

В этой задаче рассматривают две области -внутри цилиндра и вне его. r - текущее расстояние от оси цилиндра. Вот график зависимости Е(r).

http://sfiz.ru/datas/users/16465-1398102322_xs.jpg

Катя123
#18606 2014-04-22 12:15 GMT

это я поняла,

не поняла только как найти напряженность если r не дано, просто взять любое или как?

Лаборант
#18607 2014-04-22 13:27 GMT

Если (r) не дано, а нужно найти численное значение Е, то(r) надо найти косвенным методом.

Из чертежа, рисунка, с помощью геометрии, тригонометрии.

А в общем виде пишешь, (r) и не заморачиваешься.

Если ни то, ни другое, ни третье не помогает, прочтите, наконец инструкцию.

Катя123
#18608 2014-04-22 13:56 GMT

ну в этой задаче нужно же искать численное значение?

Count_May
#18609 2014-04-22 15:58 GMT

#18608 Катя123 :

ну в этой задаче нужно же искать численное значение?

В тексте задачи сказано: .. как функцию расстояния r от оси цилиндра . Значения r не дано. Если очень надо, возьмите любое значение r и подставляйте в фомулы, которые есть в посте #18455.

Катя123
#18612 2014-04-22 17:21 GMT

хорошо, спасибо