Wenn ich einen Hohlkegel (Oberfläche ohne Bodenabdeckung) wie im Bild habe. Der Kegel hat eine Oberflächenladungsdichte . Es dreht sich mit einer Winkelgeschwindigkeit um die Symmetrieachse . Ich möchte die Stromverteilung auf der Oberfläche des Kegels finden.
Was ich mit der Verteilung des Stroms meine, ist Folgendes. Ich kann den Strom schreiben als:
Das ist in anderen Situationen nützlich, z. B. wenn ich einen Draht mit linearer Ladungsdichte habe
Ich kann die Gleichung (1) verwenden, um den Strom zu finden, wenn es eine Stromdichte gibt . Wie ich schreiben kann , Und .
Dasselbe gilt für ein aufgeladenes Blatt mit Breite mit Stromdichte . Wie ich schreiben kann , Und .
Aber mit einem Kegel, was kann ich mit dem Kegel machen. ich kann schreiben . Aber wie die Länge eines kreisförmigen Drahtes der Strom variiert von 0 bis .Anders als vorher, dass die Breite konstant war. Was kann ich machen ?
Mein Versuch die Länge variiert , Jetzt . Und .
Es ist klar, dass da es sich um eine Kreisbewegung handelt.
Öffnen Sie den Kegel nicht. Stellen Sie sich das in der Profilansicht vor: Sie haben ein gleichschenkliges Dreieck. Bewegen Sie sich nun entlang der Achse des Kegels, sagen wir eine Strecke und nimm ein Element . Etwa so:
Dieses kleine Element ähnelt dem von Ihnen beschriebenen Rechteck. Mit Länge als und Breite . Sie kennen auch die Geschwindigkeit, mit der sich die Ladung bewegt:
ist der Radius an diesem Punkt und Omega die Winkelgeschwindigkeit.
So wäre der Strom
für dieses Rechteck.
kann durch Dreiecksähnlichkeit gefunden werden:
Der Strom variiert also mit der Position auf dem Kegel und um den Gesamtstrom zu finden, integrieren Sie ab Zu .