Пондеромоторные силы

(дополнительный материал)

Напряженность поля - сила, действующая на единичный положительный пробный заряд.

Значит - это поле, создаваемое всеми зарядами, кроме пробного.

Механическая сила, действующая на точечный заряд : .

Сила, действующая на поверхностные заряды

Заряженный мыльный пузырь-пример уединенной напряженной поверхности. Между элементами заряда действуют силы отталкивания. Только силы, растягивающие поверхность. Мыльный пузырь растягивается, до тех пор, пока силы отталкивания не уравновесятся силами поверхностного натяжения и разностью давлений воздуха внутри и вне пузыря.

Итак, в случае уединенного проводника все электрические силы сводятся лишь к взаимному отталкиванию элементов заряда этого проводника.

Какие силы будут приложены к поверхности неуединенного проводника в произвольном электростатическом поле?

Представим заряженную сферу с поверхностью S.Напряженность поля с внешней стороны элемента dS:

- поле с внешней стороны элемента .

Поле складывается из поля самого элемента , равного , и из поля всех остальных зарядов .

В двух смежных точках, лежащих по обе стороны поверхности , поле будет, очевидно, одинаковым. Поле будет в этих же точках одинаковым по величине, но противоположным по направлению.

Значит, с внешней стороны поверхности :

.

С внутренней стороны поверхности:

.

Отсюда: .

Сила, испытываемая зарядом элемента , определяется полем всех прочих зарядов: .

Сила, действующая на единицу площади заряженного проводника:

- поверхностная плотность пондеромоторных сил.

, - направление внешней нормали.