The solution at revision #13964 of , by astrosander. 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 малую площадь сферы, можно выразить как произведение механического напряжения на эту площадь:

Из стереометрии известно, что площадь полной сферы:

где — телесный угол полной сферы.

Берём дифференциал площади при постоянном :

Отсюда получаем:

Сила на малую часть сферы определяется как:

Согласно теореме Гаусса, поток гравитационного поля:

Из симметрии поля:

(Знак минус означает, что поле направлено к центру.)

Масса малого объема:

Дифференциал объема через радиус и площадь:

Подставим всё в исходное уравнение:

Сокращаем и упрощаем:

Подставляя значения, получаем:

Па

Ответ

Па.