File:Shell-diag-1.svg הוא גרסה וקטורית של קובץ זה. יש להשתמש בו במקום קובץ ה־PNG הזה כאשר הוא איננו נחות. File:Shell-diag-1.png → File:Shell-diag-1.svg למידע נוסף, אנא ראו Help:SVG. בשפות אחרות Alemannisch ∙ العربية ∙ беларуская (тарашкевіца) ∙ български ∙ বাংলা ∙ català ∙ нохчийн ∙ čeština ∙ dansk ∙ Deutsch ∙ Ελληνικά ∙ English ∙ British English ∙ Esperanto ∙ español ∙ eesti ∙ euskara ∙ فارسی ∙ suomi ∙ français ∙ Frysk ∙ galego ∙ Alemannisch ∙ עברית ∙ हिन्दी ∙ hrvatski ∙ magyar ∙ հայերեն ∙ Bahasa Indonesia ∙ Ido ∙ italiano ∙ 日本語 ∙ ქართული ∙ 한국어 ∙ lietuvių ∙ македонски ∙ മലയാളം ∙ Bahasa Melayu ∙ မြန်မာဘာသာ ∙ norsk bokmål ∙ Plattdüütsch ∙ Nederlands ∙ norsk nynorsk ∙ norsk ∙ occitan ∙ polski ∙ prūsiskan ∙ português ∙ português do Brasil ∙ română ∙ русский ∙ sicilianu ∙ Scots ∙ slovenčina ∙ slovenščina ∙ српски / srpski ∙ svenska ∙ தமிழ் ∙ ไทย ∙ Türkçe ∙ татарча / tatarça ∙ українська ∙ vèneto ∙ Tiếng Việt ∙ 中文 ∙ 中文（中国大陆） ∙ 中文（简体） ∙ 中文（繁體） ∙ 中文（马来西亚） ∙ 中文（新加坡） ∙ 中文（臺灣） ∙ +/−

 

תיאורShell-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 (${\displaystyle r>R}$).
תאריך יצירה	‏29 בספטמבר 2006‏
מקור	נוצר על־ידי מעלה היצירה
יוצר	Jim Wisniewski

אני, בעל זכויות היוצרים על עבודה זו, מפרסם בזאת את העבודה תחת הרישיון הבא:

הקובץ הזה מתפרסם לפי תנאי רישיון קריאייטיב קומונז ייחוס-שיתוף זהה 2.5 כללי.

יש לך חופש:

• לשתף – להעתיק, להפיץ ולהעביר את העבודה
• לערבב בין עבודות – להתאים את העבודה

תחת התנאים הבאים:

• ייחוס – יש לתת ייחוס הולם, לתת קישור לרישיון, ולציין אם נעשו שינויים. אפשר לעשות את זה בכל צורה סבירה, אבל לא בשום צורה שמשתמע ממנה שמעניק הרישיון תומך בך או בשימוש שלך.
• שיתוף זהה – יצירת רמיקס, שינוי או בנייה על סמך החומר הזה, תטיל עליך חובה להפיץ את התרומות שלך לפי תנאי רישיון זהה או תואם למקור.

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

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