The solution at revision #15269 of , by jzmicer. This is not the current version.

Условие

6.2.13∗. В равномерно заряженном шаре радиуса вырезали сферическую полость радиуса , центр которой находится на расстоянии от центра шара. Объемная плотность заряда .
Найдите напряженность электрического поля вдоль прямой, проходящей через центр полости и центр шара.
Докажите, что электрическое поле в полости однородно.

К задаче $6.2.13$

Решение

Представим данную в задаче систему немного иначе: пусть в равномерно заряженый шар радиуса вставили равномерно заряженный шар радиуса с объёмной плотностью заряда .
В результате получается область с нулевым суммарным зарядом, которую можно рассмотреть как указанную в условии полость.

Таким образом, поле в любой точке в полости можно представить как суперпозицию полей внутри двух шаров.
Поле заряженного шара было найдено в задаче 6.2.6:
Внутри шара:

Вне шара:

где - вектор, проведённый из центра шара в рассматривуемую точку.

Введём вектор , направленный из центра положительно заряженного шара в центр отрицательно заряженного, и равный по модулю .

Тогда поле в некой точке в полости равно

Поле в любой точке в полости будет направлено вдоль и одинаково по модулю, значит, оно однородно.

Аналогично рассмотрим поле вдоль . Пусть - расстояние точки от центра большего шара.










В ответе для случая у Савченко, видимо, опечатка.

Ответ

Вполости