Поле, которое вы находите из теоремы Гаусса -- это
сумма полей от рассматриваемой малой площадки и от всей остальной поверхности. Чтобы найти силу, действующую на рассматриваемую малую площадку, нужно учитывать только поле от всей остальной поверхности, исключая саму площадку, поскольку она не может действовать сама на себя. Кстати, совсем другое дело, если у нас есть не поверхностная плотность зарядов, а
объемная. Тогда для нахождения силы, действующей на объемное распределение зарядов
во внешнем поле
, можно пользоваться как формулой
так и формулой
где
--- полное поле в рассматриваемой точке.
Так как поверхностная плотность заряда лишь предельный случай более общей объемной, нужный результат
можно вывести с помощью (1), представляя поверхностную плотность зарядов в виде объемного слоя малой толщины. Этот вывод можно найти, например,
здесь.
То, что я изначально имел ввиду под правильным применением "граничных условий", написано в конце 6-го параграфа третьего тома Сивухина. Поскольку Сивухина я не очень люблю, цитировать этот вывод не буду (вывод, конечно, стандартный и его можно найти почти в любой хорошей книжке по электричеству, Сивухин просто первый попал под руку). Скажу только, что это почти школьный вывод и именно так нужно решать школьникам эту задачу.
Эту "одну вторую" можно напрямую увидеть из того, что иногда называют уравнением напряжений Максвелла:
которое в случае заряженного проводника, учитывая
, преобразуется в
Здесь только, правда, интегрировать придется по поверхности, полностью охватывающей рассматриваемое распределение заряда.
Я обращаюсь именно к вам, Kid, если появятся здесь сообщения Mipter-а, я их буду, к сожалению игнорировать,...
не понимаю, зачем игнорировать такого хорошего участника форума. Это вообще счастье, что преподаватели МФТИ не только заглядывают сюда, но и модерируют этот форум!