Problem 13.46 Challenge
หัวข้อ: การหาสนามไฟฟ้าของประจุที่กระจายตัวต่อเนื่อง (Electric Field of a Continuous Charge Distribution)
\(\vec{E} =\frac{2kq}{\pi R^{2}}( + 2 ) \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
พิจารณาสนามไฟฟ้าเนื่องจากจุดประจุdqของ\(\frac{1}{4}\) ของวงกลม
\(d\vec{E}\)
y
\(\frac{\theta}{R\theta}x\)
dq
ds
îĵ
จะได้ \(d\vec{E} = \frac{kdq}{R^{2}}(\sin \theta + \cos \theta )\)
îĵ
\(d\vec{E} =\frac{k\lambda ds}{R^{2}}(\sin \theta + \cos \theta ); dq = \lambda ds\)
îĵ
\(d\vec{E} =\frac{k\lambda Rd\theta}{R^{2}}(\sin \theta + \cos \theta ); ds = Rd\theta\)
\(^{\pi /4}îĵ\)
\(\vec{E} =\frac{k\lambda}{R}\int (\sin \theta + \cos \theta )d\theta\)
\(_{-\pi /4}\)
\(_{\pi /4}\)
îĵ
\(\vec{E} =\frac{k\lambda}{R}(-\cos \theta + \sin \theta )\)
\(_{-\pi /4}\)
ĵ
\(\vec{E} =\frac{2k\lambda}{R}\)
ĵ
\(\vec{E} =\frac{2k}{R}(\frac{q}{\ell}); \lambda =\frac{q}{\ell}\)
ĵ
\(\vec{E} =\frac{2kq}{R\ell}\)
พิจารณาสนามไฟฟ้าจากครึ่งวงกลมทั้งสอง
\(y|\vec{E}_{2}|=\frac{2kq}{\pi R^{2}}\)
\(|\vec{E}_{1}|=\frac{2kq}{\pi R^{2}}\)
\(|\vec{E}_{3}|=\frac{2 2kq}{\pi R^{2}}\)
\(45°45°\)
x
\(\vec{E} = \vec{E}_{1} + \vec{E}_{2} + \vec{E}_{3}\)
îĵî
\(\vec{E} =\frac{2kq}{\pi R^{2}}(-\cos (45°) + \sin (45°) ) +\frac{2kq}{\pi R^{2}}(\cos (45°)\)
ĵîĵ
\(+ \sin (45°) ) +\frac{2 2kq}{\pi R^{2}}(\cos (45°) + \sin (45°) )\)
îĵ
\(\vec{E} =\frac{2kq}{\pi R^{2}}( + 2 ) \;\blacksquare\)