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Zentralkráfte. Potential.
Ist endlich U innerhalb eines endlichen Raumes konstant, wie
in dem 838 betrachteten inneren Raum einer Hohlkugel, so gelten
die Gleichungen (124) in diesem ganzen Raume. Dann wird das
Gleichgewicht durch eine Verschiebung des Aufpunktes überhaupt
nicht gestört und heißt daher indifferent.
$ 42. Während die vorstehenden Sätze, von $ 39 an, für
jedes beliebige Anziehungsgesetz gelten, wollen wir uns nun wieder
speziell mit dem Newtonschen Gravitationsgesetz beschäftigen.
In dem Ausdruck des Newtonschen Potentials U, welcher durch
(111) oder durch (112) dargestellt wird, je nachdem es sich um
punktformig oder um räumlich angeordnete Massen handelt, ist
der wesentliche, charakteristische Bestand die mit — fm multi-
plizierte Funktion, welche daher oft auch als ,,Potentialfunktion^ g,
im Gegensatz zum Potential U, bezeichnet wird. Ihr Ausdruck ist
in den beiden angegebenen Fällen:
9 —N, (125)
1
und:
P= fur. (126)
Der wichtigste Unterschied dieser beiden Ausdriicke der Po-
tentialfunktion ist der, dafi, wenn der Aufpunkt x, y, z in eine der
wirkenden Massen $, n, 6 hineinrückt, der erste Ausdruck samt
allen Differentialquotienten unendlich grofi wird, während der
zweite Ausdruck, wie wir in S 38 gesehen haben, im Innern der
wirkenden Massen endlich ist und auch beim Hineinrücken durch
die Oberfläche stetig bleibt.
Fragen wir nun auch nach den Differentialquotienten der Po-
tentialfunktion o in (126) nach x, y, z. Die ersten Differential-
quotienten geben die Komponenten der Anziehungskraft, sie sind
also naeh 833 durchweg endlich und stetig. Ihre Werte ergeben
sich aus (126) durch Differentiation, wenn man bedenkt, dal % nur
von &, n, C, nieht aber von z, y, 2 abhüngt:
fy s f bd V asw., (127)
73
übereinstimmend mit (90).
Daß die Größe ay auch für einen inneren Punkt endlich ist,
trotz des »® im Nenner, erkennt man auch direkt, wenn man GV
dureh Polarkoordinaten ausdrückt, mit dem Aufpunkt x, y, 2 als