«Дифференциальное уравнение для потенциала на оси симметрии кругового тора»

,

УдГУ, г. Ижевск,

Круговой тор образуется вращением вспомогательной окружности радиуса вокруг оси . Эта фигура с красивой пространственной симметрией обладает интересными, но до сих пор малоизученными гравитационными свойствами, ввиду математической сложности этой задачи. Ранее прямым методом был найден потенциал однородного тора на оси симметрии. В интегральном виде он записывается так:

В данной работе будет рассмотрена задача вывода дифференциального уравненияля потенциала тора на оси симметрии.

Вывод дифференциального уравнения для потенциала тора на оси симметрии.

Вводим вспомогательное обозначение

.

Получается связь

Дифференцируем

Избавимся от Sґ

Применяем линейный оператор

:

После сокращения на и умножения на получаем:

Проверяем по представлению степенным рядом

Произведем замену переменных

Введем вспомогательную функцию N(l)

После подстановки в уравнение имеем

Сократим на

или

.

Перейдем от к переменной

 

После всех преобразований, получаем

.