Novo

Forum kao aplikacija na telefonu

Dodajte forum na početni ekran i koristite ga kao aplikaciju, sa menijem na dnu ekrana.

  • 4 odgovora
  • 3.622 pregleda

Najnovija ↓

Metod likova ZAD 03.08.2010. u 20:19 · pre 197 meseci #1
ZAD

Tackasto naelektrisanje +q nalazi se na rastojanju p od centra provodne uzemljene sfere poluprecnika R. Primenom metoda likova naci gustinu indukovanog naelektrisanja na sferi.

RES:

Posto je sfera uzemljena \rightarrow potencijal u ma kojoj tacki sfere je nula!

Pa je tako on nula i u proizvoljno odabranoj tacki M

\varphi_M=\frac{1}{4\pi\epsilon_0}(\frac{q'}{r'}+\frac{q}{r})=0

Odatle je q'=-\frac{r'}{r}q

Primenimo kosinusnu teoremu na dva trougla sa slike i imamo

r^2=R^2+p^2-2Rpcos\alpha

i

r'^2=R^2+p'^2-2Rp'cos\alpha

odnosno


r=\sqrt{R^2+p^2-2Rpcos\alpha}

i

r'=\sqrt{R^2+p'^2-2Rp'cos\alpha}

Vratimo se u

q'=-\frac{r'}{r}q

i dobijamo

q'=-q\frac{\sqrt{R^2+p'^2-2Rp'cos\alpha}}{\sqrt{R^2+p^2-2Rpcos\alpha}}

q'=-q\sqrt{\frac{R^2+p'^2-2Rp'cos\alpha}{R^2+p^2-2Rpcos\alpha}

q'=-q\sqrt{\frac{p'}{p}\cdot \frac{\frac{R^2}{p'}+p'-2Rcos\alpha}{\frac{R^2}{p}+p-2Rcos\alpha}}

q'=-q\sqrt{\frac{p'}{p}\cdot \frac{\frac{R^2+p'^2}{p'}-2Rcos\alpha}{\frac{R^2+p^2}{p}-2Rcos\alpha}}


q' ne bi smelo da zavisi od \alpha, a nece zavisiti akko je

\frac{R^2+p^2}{p}=\frac{R^2+p'^2}{p'}

I dalje resim kvadratnu jednacinu

pp'^2-(R^2+p^2)p'+R^2p=0 po p'

i dobija se

p_1'=\frac{R^2}{p}

p_2'=p

Dakle, p'=\frac{R^2}{p}

q'=-q\frac{R}{p}

Polje od 2 tackasta naelektrisanja u tacki M je

\vec{E}_{M}=\frac{1}{4\pi\epsilon_0}(\frac{q\vec{r}}{r^3}+\frac{q'\vec{r'}}{r'^3})

gde je

\vec{r}=R\vec{e}_r-p\vec{e}_z

\vec{r'}=R\vec{e}_r-p'\vec{e}_z

Kada ovo raspisem dobijam

\vec{E}_M=\frac{q}{4\pi\epsilon_0}\frac{1}{(R^2+p^2-2Rpcos\alpha)^{\frac{3}{2}}}[(R-\frac{p^2}{R})\vec{e}_r-(z+p)\vec{e}_z]


Da li je ovo OK. dosad?

Ne znam da li je logika dobra i jesam li negde pogresio? Imam samo konacno resenje za ovaj zadatak i ono glasi


\sigma=\frac{q}{4\pi(R^2+p^2-2Rpcos\alpha)^{\frac{3}{2}}}(R-\frac{p^4}{R^3})

Unapred hvala na odgovoru!








Potpis
http://www.svijetfizike.com/
Re: Metod likova ZAD 06.08.2010. u 12:31 · pre 197 meseci #2
1) Nepotrebno si komplikovao kod računanja pozicije i naelektrisanja lika:

Potencijal na površini sfere je

\phi(r=R)=0=\frac{q}{R \left| \vec{e}_r-\frac{p}{R}\vec{e}_{r'} \right|}+\frac{q'}{p' \left| \vec{e}_{r'}-\frac{R}{p'}\vec{e}_r \right|} (član \frac{1}{4\pi\epsilon_0} sam skratio)

Lako se vidi da je ovo zadovoljeno za svako \vec{e}_r i \vec{e}_{r'} samo ukoliko je

\frac{q}{R}=-\frac{q'}{p'} i \frac{p}{R}=\frac{R}{p'} što znači da je p'=\frac{R^2}{p} i q'=-q\frac{p'}{R}=-q\frac{R}{p}


2) Opet si komplikovao u drugom delu zadatka. Polje ti nije potrebno. Granični uslov na površini provodnika je E^{(2)}_n-E^{(1)}_n = \frac{\sigma}{\epsilon_0}. Kako je unutar provodnika polje nula, imamo E^{(1)}_n=0. Pošto je E^{(2)}_n=-\frac{\partial\phi}{\partial r} \Big{|}_{r=R} stoji da je

\sigma=-\epsilon_0\frac{\partial \phi}{\partial r}\Big{|}_{r=R}
Potpis
#define TRUE FALSE /*Happy debugging suckers*/
Re: Metod likova ZAD 06.08.2010. u 14:55 · pre 197 meseci #3
Citat:
NicholasMetropolis: 1) Nepotrebno si komplikovao kod računanja pozicije i naelektrisanja lika:

Potencijal na površini sfere je

\phi(r=R)=0=\frac{q}{R \left| \vec{e}_r-\frac{p}{R}\vec{e}_{r'} \right|}+\frac{q'}{p' \left| \vec{e}_{r'}-\frac{R}{p'}\vec{e}_r \right|} (član \frac{1}{4\pi\epsilon_0} sam skratio)



Odakle ti ovo?

Citat:
NicholasMetropolis: 


2) Opet si komplikovao u drugom delu zadatka. Polje ti nije potrebno. Granični uslov na površini provodnika je E^{(2)}_n-E^{(1)}_n = \frac{\sigma}{\epsilon_0}. Kako je unutar provodnika polje nula, imamo E^{(1)}_n=0. Pošto je E^{(2)}_n=-\frac{\partial\phi}{\partial r} \Big{|}_{r=R} stoji da je

\sigma=-\epsilon_0\frac{\partial \phi}{\partial r}\Big{|}_{r=R}


\sigma=-\epsilon_0\frac{\partial \phi}{\partial r}\Big{|}_{r=R}



Mislim da ovaj izvod sad nije ni malo lako izračunati!
Potpis
http://www.svijetfizike.com/
Re: Metod likova ZAD 10.08.2010. u 12:29 · pre 197 meseci #4
Citat:
petarm:Odakle ti ovo?


r\vec{e}_{r} je tačka u kojoj posmatramo vrednost potencijala (za površinu sfere r=R), a p\vec{e}_{r'} je položaj naelektrisanja q, a p'\vec{e}_{r'} položaj njegovog lika q'.


Citat:
petarm:Mislim da ovaj izvod sad nije ni malo lako izračunati!


Izvod je jednostavan. Imaš izvode oblika \frac{\partial}{\partial r}\frac{1}{\sqrt{r^2+a r+ b}} koji nisu teški.
Potpis
#define TRUE FALSE /*Happy debugging suckers*/
Prijavite se da biste odgovorili u ovoj temi.PrijavaRegistracija

Premeštanje teme