Vierter Abschnitt. Anwendung der Integral-Rechnung.
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Die Schale sei von zwei Kugeln mit den Radien a und
a -f- da begrenzt und habe die Dichte q. Zerlegt man sie
durch Kegelilächen mit dem Scheitel 0,
Fig. 158, der Axe OP und den Öffnungs
winkeln cp und cp dcp in ringför
mige Elemente, so hat ein solches das
Y olumen
dv = 2 Tra 2 sin cp da dcp
und sind seine Punkte von P um eine
Strecke entfernt, deren Quadrat
r 2 = a 2 —{— P 2 — 2 a P cos cp
ist; das Potential der Schale ist hiernach
V = 2na 2 Q da j •
o
Aus der darüberstehenden Gleichung folgt aber durch Diffe
rentiation
rdr — aJD sin cp dcp;
macht man davon Gebrauch zur Umformung von V, so wird
V
2naqda
D
;•
Ist der Punkt P ein äusserer, so sind P— a, D -j- a die
Grenzen von r, daher
(14)
V-
knqa^da
w~
Masse der Schale
D
Ist P ein innerer Punkt, so sind die Grenzen von r gleich
a — D, a -f- P, daher
(15) V — Angada.
Die Richtung der Gesammtanziehung ist hier aus der
Massenvertheilung unmittelbar zu entnehmen, sie fällt mit PO
zusammen; man findet also ihre Grösse E durch Differentia
tion von V in Bezug auf P, sodass für einen äussern Punkt
(14*)
E
Masse
~w~
für einen innern
(15*) P = 0
17*