Здравствуйте, gaby!
Воспользуемся методикой, указанной на с. 112--113 [1]. Введём систему координат, показанную на рисунке в прикреплённом файле. Разобьём полуокружность на столь малые дуги dl, что заряд dQ=[$955$]dl каждой такой элементарной дуги можно было считать точечным. Рассмотрим один такой точечный заряд. Он создаёт электрическое поле, вектор
dE[sub]1[/sub] напряжённости которого в точке A -- центре кривизны полукольца -- составляет угол [$945$] (в соответствии с заимствованным рисунком используем вместо буквы [$966$] букву [$945$]) с осью Ox. Для каждого элементарного заряда в полуплоскости выше оси Ox найдётся симметрично расположенный заряд в полуплоскости ниже оси Ox. Геометрическая сумма векторов
dE[sub]1[/sub] и
dE[sub]2[/sub] будет вектором, который направлен вдоль оси Ox. Поэтому при суммировании нужно учитывать только проекции элементарных векторов напряжённости на ось Ox, причём
dEx=dE1*cos([$945$])=k*dQ*cos([$945$])/R2=k*[$955$]*dl*cos([$945$])/R2=k*[$955$]0*dl*cos2([$945$])/R2=k*[$955$]0*R*d[$945$]*cos2([$945$])/R2=
=k*[$955$]0*d[$945$]*cos2([$945$])/R=(k*[$955$]0/R)*cos2([$945$])*d[$945$].
Тогда, в силу симметрии полукольца относительно оси Ox,
E=(2*k*[$955$]0/R)*0[$8747$][$960$]/2cos2([$945$])*d[$945$]=(2*k*[$955$]0/R)*1/2*(([$960$]/2+sin([$960$]/2)*cos([$960$]/2))-(0+sin(0)*cos(0)))=k*[$960$]*[$955$]0/R=
=[$960$]*[$955$]0/(4*[$960$]*[$949$]0*2*R)=[$955$]0/(8*[$949$]0*R) (В/м),
где [$949$]
0[$8776$]8,85*10
-12 Ф/м -- диэлектрическая постоянная. (При интегрировании была использована формула [$8747$]cos
n(ax)*dx=cos
n-1(ax)*sin(ax)/(n*a)+(n-1)/n*[$8747$]cos
n-2(ax)*dx при n=2, a=1 [2], с. 61.)
Литература.
1. Беликов Б. С. Решение задач по физике. Общие методы. -- М.: Высш. шк., 1986. -- 256 с.
2. Цыпкин А. Г., Цыпкин Г. Г. Математические формулы: Справочник. -- М.: Наука, 1985. -- 128 с.
Об авторе:
Facta loquuntur.