No.1ベストアンサー
- 回答日時:
図はa:L = 1:√3に見えるのですが、これは図がそういう風に描いてあるだけなのでしょうか。
図の見た目通り、a:L = 1:√3で計算してみます。
線密度λなので、微少区間dxにある電荷はλdxになります。
長さLの直線上における座標(x,0)からy軸上の座標(0,a)に向かうベクトルはr↑=(-x,a)なので、微少区間dxが座標(0,a)に作る電場ΔEは
ΔE = λdx/4πε0・(-x,a)/(a^2+x^2)^3/2 …(1)
になると思います。
これをxが0→√3aの区間で積分すると、電場のx成分Exは
Ex = -λ/4πε0・∫[x=0→√3a]dx・x/(a^2+x^2)^3/2
t = a^2+x^2 として置換積分で計算します。
数学が苦手なので、あまり自信はありませんが、
Ex = -3λ/16πε0・1/a^2
になると思います。
次に電場のy成分Eyは、同様に(1)式をxが0→√3aの区間で積分し
Ey = λa/4πε0・∫[x=0→√3a]dx・1/(a^2+x^2)^3/2
こちらは図から
x = a・tanθ
dx = a・secθ^2dθ
として置換積分を行います。
こちらも同様に自信がありませんが
Ey = √3・λ/8πε0・1/a
になると思います。
なので、E = (-3λ/16πε0・1/a^2, √3・λ/8πε0・1/a)
一度自分で計算してみてください。
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