Bestand:Shell-diag-1.svg is een vectorversie van dit bestand. Indien niet van slechtere kwaliteit dient deze gebruikt te worden in plaats van deze rasterafbeelding. File:Shell-diag-1.png → File:Shell-diag-1.svg Zie Help:SVG voor meer informatie. In andere talen Alemannisch ∙ Bahasa Indonesia ∙ Bahasa Melayu ∙ British English ∙ català ∙ čeština ∙ dansk ∙ Deutsch ∙ eesti ∙ English ∙ español ∙ Esperanto ∙ euskara ∙ français ∙ Frysk ∙ galego ∙ hrvatski ∙ Ido ∙ italiano ∙ lietuvių ∙ magyar ∙ Nederlands ∙ norsk bokmål ∙ norsk nynorsk ∙ occitan ∙ Plattdüütsch ∙ polski ∙ português ∙ português do Brasil ∙ română ∙ Scots ∙ sicilianu ∙ slovenčina ∙ slovenščina ∙ suomi ∙ svenska ∙ Tiếng Việt ∙ Türkçe ∙ vèneto ∙ Ελληνικά ∙ беларуская (тарашкевіца) ∙ български ∙ македонски ∙ нохчийн ∙ русский ∙ српски / srpski ∙ татарча/tatarça ∙ українська ∙ ქართული ∙ հայերեն ∙ বাংলা ∙ தமிழ் ∙ മലയാളം ∙ ไทย ∙ 한국어 ∙ 日本語 ∙ 简体中文 ∙ 繁體中文 ∙ עברית ∙ العربية ∙ فارسی ∙ +/−

 

Beschrijving

BeschrijvingShell-diag-1.png	A diagram illustrating the derivation of Newton's shell theorem. Shown is a thin shell with a test mass outside the shell (${\displaystyle r>R}$).
Datum	29 september 2006
Bron	Eigen werk
Auteur	Jim Wisniewski

Licentie

Ik, de auteursrechthebbende van dit werk, maak het hierbij onder de volgende licentie beschikbaar:

Dit bestand is gelicenseerd onder de Creative Commons-licentie Naamsvermelding-Gelijk delen 2.5 Unported

De gebruiker mag:

• Delen – het werk kopiëren, verspreiden en doorgeven
• Remixen – afgeleide werken maken

Onder de volgende voorwaarden:

• naamsvermelding – U moet op een gepaste manier aan naamsvermelding doen, een link naar de licentie geven, en aangeven of er wijzigingen in het werk zijn aangebracht. U mag dit op elke redelijke manier doen, maar niet zodanig dat de indruk wordt gewekt dat de licentiegever instemt met uw werk of uw gebruik van zijn werk.
• Gelijk delen – Als u het werk heeft geremixt, veranderd, of erop heeft voortgebouwd, moet u het gewijzigde materiaal verspreiden onder dezelfde licentie als het oorspronkelijke werk, of een daarmee compatibele licentie.

https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5CC BY-SA 2.5 Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 truetrue

Source

This image and the others in the same series (2, 3, 4) were generated from the MetaPost code presented below. The code is released under the same license as the images themselves.

% shell-diag.mp
% A diagram illustrating the derivation of Newton's shell theorem.  To be
% processed with MetaPost.

color bandshade, fillshade;
bandshade = 0.7 [blue, white];
fillshade = 0.9 white;

numeric dotsize, deg;
dotsize = 5 bp;
deg = length( fullcircle )/360;

freelabeloffset := 3/4 freelabeloffset;
labeloffset := 2 labeloffset;

def dot( expr P ) =
  fill fullcircle scaled dotsize shifted P withcolor black;
enddef;

def draw_circle( expr R, stroke ) =
  save p;
  pen p;
  p = currentpen;
  pickup p scaled stroke;
  draw fullcircle scaled 2R;
  pickup p;
enddef;

vardef anglebetween( expr a, b, rad, str ) =
  save endofa, endofb, common, curve, where;
  pair endofa, endofb, common;
  path curve;
  numeric where;
  endofa = point length( a ) of a;
  endofb = point length( b ) of b;
  if round point 0 of a = round point 0 of b:
    common = point 0 of a;
  else:
    common = a intersectionpoint b;
  fi;
  where = turningnumber( common--endofa--endofb--cycle );
  curve = (unitvector( endofa - common ){(endofa - common) rotated (90 * where)} ..
           unitvector( endofb - common )) scaled rad shifted common;
  draw thefreelabel( str, point 1/2 of curve, common ) withcolor black;
  curve
enddef;

def draw_angle( expr a, b, rad, str ) =
  begingroup
    save p;
    pen p;
    p = currentpen;
    pickup p scaled 1/2;
    draw anglebetween( a, b, rad, str );
    pickup p;
  endgroup
enddef;

def label_line( expr a, b, disp, str ) =
  begingroup
  save mid, opp;
  pair mid, opp;
  mid = 1/2 [a, b];
  opp = -disp rotated (angle( b - a ) - 90) shifted mid;
  draw thefreelabel( str, mid, opp );
  draw a -- b;
  endgroup
enddef;

def draw_thinshell( expr R, r, theta, dtheta, thetarad, phirad ) =
  begingroup
    save M, m;
    pair M, m;
    M = (0, 0);
    m = (r, 0);
    
    save circ;
    path circ;
    circ = fullcircle scaled 2R;
    
    save thetapt, dthetapt;
    pair thetapt, dthetapt;
    thetapt   = point (theta * deg) of circ;
    dthetapt  = point ((theta + dtheta) * deg) of circ;
    
    save upper, lower, band;
    path upper, lower, band;
    upper = subpath (0, 4) of circ;
    lower = subpath (4, 8) of circ;
    band = buildcycle( upper, (xpart thetapt,  R) -- (xpart thetapt,  -R),
                       lower, (xpart dthetapt, R) -- (xpart dthetapt, -R) );
    
    % draw figures
    save p;
    pen p;
    p = currentpen;
    pickup p scaled 1/2;
    fill band withcolor bandshade;
    draw band;
    pickup p;
    
    save near, far;
    pair near, far;
    if theta < 90:
      near = 3/4[ulcorner band, llcorner band];
      far  = right shifted near;
    else:
      near = 3/4[urcorner band, lrcorner band];
      far  = left shifted near;
    fi;
    draw thefreelabel( btex $dM$ etex, near, far );
    
    dot( M );
    %label.llft( btex $M$ etex, M );
    
    dot( m );
    label.lrt( btex $m$ etex, m );
    
    draw M -- thetapt;
    label_line( M, m, right, btex $r$ etex );
    label_line( m, thetapt, right, btex $s$ etex );
    if R <> r:
      label_line( M, dthetapt, left, btex $R$ etex );
    else:
      draw M -- dthetapt;
    fi;
    
    draw_angle( m -- M, m -- thetapt, phirad, btex $\phi$ etex );
    draw_angle( M -- m, M -- thetapt, thetarad, btex $\theta$ etex );
    draw_angle( M -- thetapt, M -- dthetapt, R, btex $d\theta$ etex );
  endgroup
enddef;

def draw_thickshell( expr Ra, Rb, r ) =
  begingroup
    save m;
    pair m;
    m = (r, 0);
    
    fill fullcircle scaled 2Rb withcolor fillshade;
    fill fullcircle scaled 2r  withcolor bandshade;
    unfill fullcircle scaled 2Ra;

    dot( origin );
    dot( m );
    label.lrt( btex $m$ etex, m );
    label_line( origin, m, right, btex $r$ etex );
    
    draw_circle( Rb, 2 );
    if Ra > 0:
      draw_circle( Ra, 2 );
      label_line( origin, dir( 100 ) scaled Rb, left,  btex $R_b$ etex );
      label_line( origin, dir( 80 )  scaled Ra, right, btex $R_a$ etex );
    else:
      label_line( origin, dir( 90 )  scaled Rb, left,  btex $R_b$ etex );
    fi;
  endgroup
enddef;

% Thin shell, r > R
beginfig(1)
  numeric R;
  R = 1 in;
  draw_thinshell( R, 3R, 50, 15, 1/4 in, 3/4 in );
  draw_circle( R, 2 );
endfig;

% Thin shell, r < R
beginfig(2)
  numeric R;
  R = 1 in;
  draw_thinshell( R, 0.7R, 125, 15, 1/8 in, 1/3 in );
  draw_circle( R, 2 );
endfig;

% Thick shell
beginfig(3)
  numeric Ra, Rb, r;
  Ra = 0.8 in;
  Rb = 1.3 in;
  r = 1 in;

  draw_thickshell( Ra, Rb, r );
endfig;

% Solid sphere
beginfig(4)
  numeric Ra, Rb, r;
  Ra = 0;
  Rb = 1.3 in;
  r = 1 in;
  
  draw_thickshell( Ra, Rb, r );
endfig;

end