338. Potential und Anziehung einer KugelRchale wnd einer Yollkugel 345
d S V r — 1+3 sin s ö COS 2 qp . Q 7 Ja J
g—■g = J p 1 —— r sin ddrdddcp.
Dieses singuläre Verhalten wird alsbald an einem besonderen Falle Auf
klärung finden.
338. Potential und Anziehung einer Kugelschale und einer
Vollkugel. Zur Illustration der bisher gewonnenen allgemeinen Formeln
behandeln wir zunächst die wichtige Auf
gabe, Potential und Anziehung einer homo
genen Kugelschale von sehr Meiner Dicke in
einem äußeren und einem inneren Aufpimkt
zu bestimmen.
Die Schale sei von zwei Kugeln mit
den Radien a und a -f da begrenzt und
habe die Dichtigkeit {>. Zerlegt man sie
durch Kegelflächen mit dem Scheitel 0 (Fig. 211) und der Achse OP
in Elemente, und haben zwei solche benachbarten Kegelflächen die Off-
nungswinkel cp und cp -f dcp, so hat das zwischenliegende Element das
Volumen g v = 2a:a 2 sin cp da dcp
und seine Punkte sind von P um eine Strecke entfernt, deren Quadrat
r 2 = a 2 + Z 2 — 2al cos cp
ist; das Potential der Schale ist hiernach
Mg. 211.
V =»= 2 7t a^Qda
f
sin (pdq>
Aus der darüber stehenden Gleichung folgt aber durch Differentiation:
rdr = al sin cp dcp',
macht man davon Gebrauch zur Umformung von F, so wird
Tr 2«aoda / 7
——J dr -
Ist der Punkt P ein äußerer, so sind l — a, l + a die Grenzen von
r, daher T _ ^ng^da Masse der Schale
1 “ l W
Is P ein innerer Punkt, so hat r die Grenzen a — l, a -j- Z; daher ist
V «=» 4TtQada unabhängig von l. (12)
dann