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12 Potentialtheorie.
Dass man aus der Gleichung AU — — 47 die Werthe des Potentials selbst
finden kann, soll für das Beispiel einer homogenen Kugel gezeigt werden. Bei
dieser kann das Potential an jedem Punkt ausserhalb oder innerhalb nur von dem
Radiusvektor Z abhängen, der vom Mittelpunkt der Kugel aus gezogen ist, die
Niveauflächen müssen Kugelflächen sein. Es hängt also U nicht von xyz, sondern
nur von Z = Va? + y? + 2? ab. Daher ist
2 9 7 :
Apu mU al ]):;- 4 (2: 7%)
SEP UXGJEU JE ZE
Für einen äusseren Punkt ist also
AUG dh. AC ED
dE dE
also di c
70 == ff. t m
EK JE U = pte
worin C und 2 Integrationsconstanten sind. Da Us fico = M sein muss, so
folgt D — 0, — C — M, also
M
| | UE.
wie oben abgeleitet.
Für einen inneren Punkt ist
d dU dU Arp
—— | £2 57.) = — Arp A? als E IE e C—7- E.
sz (^ sz) 4zp.E?, also A ZE C 3 E
Wendet man diesen Ausdruck für E — 0 an, so ergiebt sich C — 0, also
dU Anp
Eu.
mithin
950
Ue D— —g* E.
D ist eine Constante, die in unserer früheren Betrachtung gleich 2xp Æ* ge-
funden wurde.
In derselben Weise lassen sich durch Umformung des Ausdrucks AU in
Cylinder-, Kugel, elliptische Coordinaten u. s. w. die Werthe des Potentials
für homogene und inhomogene Kugeln, Cylinder, Ellipsoide finden.
Es móge nur das Potential eines homogenen Ellipsoids angeführt, nicht ab-
geleitet werden. Das Ellipsoid habe die Gleichung
x? y? 22
22 + 52 + ga 1.
Dann ist
U = N — Ax? — By? — Cz,
worin die Gróssen ZV, A4, B, C für einen äusseren und einen inneren Punkt je
durch bestimmte Integrale definirt sind. Es ist nämlich für einen inneren Punkt
ON
N; — TT a b C — SNS ——
Va? + ») (6? + 1) (2+ A)
0
à 1
J @ + V (a? 4- 3) (82 + 3) (c? + X)
S. di
D; eq oc E T RR EN —2 = — =
JA y (a? 4- 3) (92 4- 2) (e? 4- 2)
7)
C; zz abe | triées TET =
(ec? + A) y (a? + 1) (? + à) (c* +11)
0