El problema de Laplace electrostático para el exterior de un disco se puede resolver de manera sencilla mediante la separación de variables. Supongamos que tenemos un disco unitarioΩ
con una densidad de carga deF
en el límite Entonces la solución al problema exterior,
Δ v ( x ) = 0X∈ _R2∖Ω¯¯¯¯,v|∂D( x ) = f,
se da a través de la separación de variables como
v ( x ) = v ( r , θ ) =∑norte = 0∞r- norte(anorteporque( norte θ ) +bnortepecado( norte θ ) ) ,
dónde
anorte=12 pi∫2 pi0F( θ ) porque( norte θ ) reθ ,bnorte=12 pi∫2 pi0F( θ ) pecado( norte θ ) reθ _
Pero ¿qué pasa con el caso en que tenemos dos discos
Ω1
y
Ω2
, y queremos determinar la solución al problema de Laplace exterior para una densidad de carga
F
, con
F
definido en la unión de los discos
re =Ω1∪Ω2
? Digamos, por ejemplo, que los discos tienen radio
1
y son simétricas en el
X1
eje con una distancia de
6
entre ellos.
¿Podemos simplemente definir dos nuevos orígenes?O1
yO2
en el centro de los discos, con coordenadas polares asociadas(r1,θ1)
y(r2,θ2)
y luego decir lo siguiente:
v ( x ) =∑norte = 0∞r- norte1(anorteporque( nθ1) +bnortepecado( nθ1) ) +∑norte = 0∞r- norte2(anorteporque( nθ2) +bnortepecado( nθ2) ) .
¿Es esta una solución válida? ¿Si no, porque no?