8.82. Сила, действующая на цилиндр, обусловленная диполем.
Пусть диполь находится на расстоянии
от центра цилиндра радиуса а и помешается на действительной оси, как показано на рис. 158.
Пусть
и а обозначают момент и угол наклона диполя. Тогда если
то мы имеем (см. п. 8.23) комплексный потенциал вида
причем второй член обусловлен наличием в точке
отображения диполя, находящегося в точке С. Отсюда получаем следующее соотношение:
Согласно теореме Чаплыгина — Блазиуса, результирующую силу можно записать в виде
Здесь интеграл берется по окружности. Единственным полюсом внутри контура является точка
Следовательно, вычет представляет собой коэффициент при
если третий член вышеприведенного соотношения записать в виде суммы простых дробей или разложить по возрастающим степеням
Положим
тогда искомое разложение можно записать следующим образом:
Отсюда коэффициент при
или
равен
Следовательно,
Полученное выражение для силы, действующей на единицу длины цилиндра, показывает, что цилиндр движется по направлению к диполю. Интересно отметить, что сила не зависит от ориентации диполя.
Так как все силы давления, действующие на границу, проходят через центр цилиндра, то момент этих сил относительно центра равен нулю.