Logo
Logo

Вращение спицы в магнитном поле

Джек и Джилл должны были решить задачу о распределении заряда в велосипедной спице, когда колесо вращается в однородном магнитном поле, совпадающем по направлению с его осью.
Джилл знает решение задачи 173 и просто использует его. 
Пренебрегая массой электрона, она делает вывод, что плотность заряда равна $\rho=2\varepsilon_0 B\omega$. Решение Джека основано на том факте, что спица велосипеда — это тонкий металлический стержень. Он рассматривает одномерную задачу и считает, что наведенное в спице электрическое поле зависит от $r$ так: $E(r)=rB\omega$. Затем Джек применяет теорему Гаусса к сечению спицы длиной $\Delta r$ : $(\rho/\varepsilon_0)S\Delta r=S\Delta E=B\omega S\Delta r$, где $S$ — площадь поперечного сечения спицы. Из этого уравнения он получает для плотности заряда такое выражение: $\rho=\varepsilon_0B\omega$, что дает значение $\rho$ в два раза меньшее, чем получила Джилл.
Прокомментируйте эти отличающиеся результаты.

Ответ: Правильный ответ получен Джилл. В решении Джека нужно аккуратнее записать теорему Гаусса, учтя поток через боковую поверхность во вращающейся СО.