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Campo eléctrico de un cilindro cargado no uniformemente

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  • 1r ciclo Campo eléctrico de un cilindro cargado no uniformemente

    Buenos días,
    A la hora de realizar el apartado b) del ejercicio 2.5 del libro Fundamentos de la teoría electromagnética de John R. Reitz, cuyo enunciado es: Un cilindro circular recto de radio R y altura L se orienta a lo largo del eje z. Tiene una densidad de carga volumétrica no uniforme dada por con respecto a un origen en el centro del cilindro. Encuentre la fuerza sobre una carga puntual q colocada en el centro del cilindro, el resultado que yo he obtenido difiere del resultado que se encuentra en el libro, y no encuentro el error en mi desarrollo.

    Para hacer el ejercicio he empezado con un pequeño esquema del cilindro:

    Donde se puede observar que el diferencial de campo eléctrico es el que sigue:
    .

    Por simetría el campo eléctrico es nulo excepto en el eje z, de forma que el diferencial de campo en el eje z es:


    Una vez obtenemos esta integral, podemos pasar el diferencial de volumen a coordenadas cilíndricas facilitando los recintos de integración. , de forma que la integral de arriba queda como:


    La cual podemos resolver, empezando por la integral del ángulo.


    Aquí aplicamos un cambio de variable cambiando de paso los límites:


    (el límite por arriba)
    (el límite por abajo)



    Y ya metiendo esta integral en la calculadora de integrales (ya estaba un poco cansado de integrar ) me da el siguiente resultado:



    El cual reordenando y utilizando que obtenemos que el campo eléctrico en el origen es:


    Mi problema viene cuando comparo el resultado con la solución del libro:
    Se puede ver que coincide en todo menos en el interior del logaritmo. No se si es que me he equivocado en el planteamiento o en el desarrollo, o es que directamente no se me ocurre ninguna forma de operar algebraicamente con el interior de mi logaritmo. Muchas gracias.
    Última edición por Richard R Richard; 29/07/2023, 23:47:35. Motivo: Eliminar imagen con fórmulas contraria a las normas , y link innecesario a una página de calculadora online e imagen no cargada

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