Campo generato da una calotta semisferica
Buonasera,
studiando fisica, mi sono imbattuto in questo problema:
Sia data nel vuoto una superficie semisferica di raggio R uniformemente carica con densità superficiale di
carica σ. Trovare il potenziale e il campo elettrico nel centro della semisfera.
Ho le soluzioni ( $V=(\sigma R)/(2\epsilon_0)$ e $E_z=(\sigma R)/(4\epsilon_0)$ )
Qualcuno sa come devo impostare l'integrale per risolvere l'esercizio?
studiando fisica, mi sono imbattuto in questo problema:
Sia data nel vuoto una superficie semisferica di raggio R uniformemente carica con densità superficiale di
carica σ. Trovare il potenziale e il campo elettrico nel centro della semisfera.
Ho le soluzioni ( $V=(\sigma R)/(2\epsilon_0)$ e $E_z=(\sigma R)/(4\epsilon_0)$ )
Qualcuno sa come devo impostare l'integrale per risolvere l'esercizio?
Risposte

Premesso che quel risultato per il campo elettrico è errato già dal punto di vista dimensionale, per il potenziale il calcolo è ovviamente banale, mentre per il campo, ipotizzando che l'asse della calotta corrisponda all'asse $z$, avrei tagliato la calotta a fette infinitesime di spessore $dz$ e scritto la carica infinitesima della "fetta" come [nota]Per Archimede.[/nota]
$dq=\sigma dS=\sigma 2\pi R dz$
e detto $\theta$ l'angolo al centro formato dal campo elettrico $d\vec E$ (relativo ad ogni elemento infinitesimo di dette fette infinitesime) e l'asse $z$, avrei scritto la componente assiale della fetta come
$dE_z=dE\cos\theta =k\frac{dq}{R^2}\cdot\frac{z}{R}$
ed infine il campo totale
$E_z= k\frac{\sigma \pi }{R^2 }\int_{0}^{R}2z\ dz=k\pi\sigma$
$dq=\sigma dS=\sigma 2\pi R dz$
e detto $\theta$ l'angolo al centro formato dal campo elettrico $d\vec E$ (relativo ad ogni elemento infinitesimo di dette fette infinitesime) e l'asse $z$, avrei scritto la componente assiale della fetta come
$dE_z=dE\cos\theta =k\frac{dq}{R^2}\cdot\frac{z}{R}$
ed infine il campo totale
$E_z= k\frac{\sigma \pi }{R^2 }\int_{0}^{R}2z\ dz=k\pi\sigma$
anche a me viene così