6.2.8∗. С какой силой расталкиваются равномерно заряженные грани куба? тетраэдра? Поверхностная плотность заряда граней $\sigma$, длина ребра $l$
Решение
Сила, действующая на одну грань: $$F = \sigma\iint EdS$$ Где $\iint EdS$ - поток, создаваемый остальными гранями. Суммарный поток для куба(По теореме Гаусса, гауссова поверхность - куб немного большего размера): $$q_{грани} = \sigma S$$ $$\Phi_{sum} = \frac{6\sigma l^2}{\varepsilon_0}$$ Тогда распишем поток через одну грань. C одной стороны это одна шестая всего потока, с другой это поток, создаваемый пятью гранями и самой гранью: $$\Phi_1=\frac{\sigma l^2}{\varepsilon_0} = \iint EdS + \frac{\sigma l^2}{2\varepsilon_0}$$ Выразим и подставим: $$\iint EdS = \frac{\sigma l^2}{2\varepsilon_0}$$ $$F=\frac{\sigma^2 l^2}{2\varepsilon_0}$$