Я хотел бы поделиться интересной физической задачей с сообществом Physics SE, которую я нашел в Российской олимпиаде по физике (без решения)
Изолирующий полый куб с длиной ребра имеет шесть заряженных граней - три смежные грани (с общей вершиной) имеют одинаковую плотность заряда а остальные три грани имеют равномерную плотность заряда . Найдите электрическое поле в центре куба.
Я пытался подойти к этому несколькими способами, то есть используя прямое интегрирование и закон Гаусса. Тем не менее, я чувствую, что могут быть другие методы и идеи для решения проблемы - обсуждение того же поможет нам узнать больше.
Если бы размеры куба были пренебрежимо малы, мы, вероятно, могли бы аппроксимировать поле как поле между противоположно заряженными пластинами конденсатора и найти результирующее поле в центре. Эта задача отличается тем, что здесь не упоминается ничего, что могло бы позволить нам работать с приближениями.
Я думаю, что эту проблему стоит задать и обсудить на Physics SE, потому что:
Он не совсем конкретен, он относится к гораздо более широкому вопросу, например, как найти поля в случаях, когда невозможно выполнить аппроксимацию бесконечных пластин. Я считаю, что такие процедуры являются математически строгими , с которыми я, возможно, не знаком, и хотел бы узнать, как это делается.
Если мы приходим к решению, то можно положить L→0, и ответ должен сводиться к тому, который найден с помощью приближения бесконечных пластин (аналогия с конденсатором). Это обеспечит большую концептуальную ясность, так как гораздо лучше наблюдать, как довольно общий результат сводится к приближенному, чем принимать последний в первую очередь - это помогло бы мне понять, насколько мы точны при работе с приближением.
PS Наверное, почему-то задали поле в центре куба - симметрия , по-моему. Однако я не понимаю, как использовать эту симметрию для достижения желаемого результата. Пожалуйста помоги.
Спасибо!
Если вы проведете линию от вершины со сторонами, несущими положительный заряд, к противоположной вершине со сторонами, несущими все отрицательные заряды, она пройдет через центр куба. Теперь вы можете вращать свой куб вдоль этой оси и это не должно влиять на величину электрического поля в центре куба. Теперь вы можете нарисовать тонкий цилиндр вдоль этой линии и применить закон Гаусса.
Мелвин
эзотерически-эллиптический
Фарчер
эзотерически-эллиптический
эзотерически-эллиптический
Сэмми Песчанка
эзотерически-эллиптический
Сэмми Песчанка
Кнчжоу
Сэмми Песчанка
Эмилио Писанти