🏠 פיזיקה 2ממ · שדה חשמלי וחוק גאוס
שדה חשמלי וחוק גאוסבינונית חוק גאוס גלילי + חוק אוהם
מוט מוליך אידיאלי בעל אורך $h$ ורדיוס $a$ ($a\ll h$) טבול בתוך נוזל מוליך עם מוליכות סגולית $\sigma$. הנוזל והמוט נמצאים בכלי בצורת גליל בעל גובה $h$ ורדיוס $b$ ($b\ll h$). מעטפת הכלי (ללא הבסיסים) עשויה ממוליך אידיאלי מוארק, והנוזל המוליך מגיע עד גובה $h$. ברגע $t=0$, כאשר המוט במקומו על ציר הסימטריה של הגליל, הוא טעון בצפיפות מטען אורכית $\lambda_0$. מהו הזרם החשמלי בנוזל, $I(t)$, כאשר $t>0$? [תרשים: מוט על ציר גליל מוארק מלא בנוזל מוליך]
התשובה: א
💡 חוק גאוס נותן את השדה הרדיאלי סביב המוט, חוק אוהם $\vec{J}=\sigma\vec{E}$ נותן את צפיפות הזרם, ואינטגרציה על מעטפת גלילית מראה שהזרם $I=\frac{h\sigma\lambda(t)}{\varepsilon_0}$ אינו תלוי ברדיוס המעטפת.
