2. Выражение объема через поверхностный интеграл.
Пусть D — односвязная область в
с границей
удовлетворяющей условиям теоремы 6.2 (формула Остроградского—Гаусса). Положим, что в области D
Эти функции удовлетворяют условиям, при которых справедлива формула Остроградского—Гаусса, поэтому
где
— объем области D.
3. Рассмотрим векторное поле, которое создает электрический заряд величины
Поместим этот заряд в начало координат. Сила, действующая на единичный заряд, помещенный в точку
, по закону Кулона выражается формулой
где
— радиус-вектор точки
— постоянная.
Электростатическое поле Е потенциально в
Напомним, что поле
называется потенциальным в области D, если в этой области существует функция
такая, что
Потенциалом поля Е служит функция
Поле
создаваемое точечной массой
помещенной в начало координат, называется гравитационным, и оно также потенциально.
По закону Ньютона сила
с которой поле действует на единичную массу, помещенную в точку
выражается формулой
Потенциалом поля
во всем
(за исключением начала координат) служит функция
Для потенциального поля
заданного в области
независимость интеграла
от пути интегрирования (интеграл зависит только от начала и конца пути) доказывается так же, как и в теореме 6.4, в случае области D, принадлежащей
Поэтому работа, совершаемая таким полем при перемещении единичной пробной частицы из точки А в точку В, не зависит от пути перемещения. Если расстояния от начала координат до точек А к В равны
соответственно, то эта работа поля Е равна
а работа поля
равна