The solution at revision #13363 of , by Ismail. This is not the current version.

Условие

2.6.53∗. Известный физик Ф. Дайсон высказал предположение, что можно было бы полностью использовать энергию звезд, если бы космические цивилизации могли окружить звезды сферическими оболочками. Найдите напряжение в материале неподвижной однородной оболочки, которая окружила бы в соответствии с этим предположением Солнце, при ее радиусе, равном радиусу земной орбиты. Плотность материала оболочки кгм.

Решение

Альтернативное решение

Силу, действующую на небольшую площадь сферы, можно определить как механическое напряжение, умноженное на эту площадь:

Из стереометрии нам известно, что площадь сферы можно определить как произведение квадрата радиуса и телесного угла сферы:

²²

Берём производную площади, с учётом того, что телесный угол постоянный:


Отсюда приращение радиуса(толщина сферы неизвестна)

Сила на малую часть сферы:

Применив теорему Гаусса, получим поток напряжённости гравитационного поля:

²

Отсюда найдем напряжонность поля:

²

Масса малой части сферы:

Производная объема, которую можно записать через производную площади:
²

Подставим силу в самое первое уравнение:
²

Получим рабочую формулу механического напряжения:


Подставив числа, получим:
¹²Па

Ответ

Па.