תשובה
לפי חוק גאוס החלק שיוצר את השטף הוא המטען שנמצא בתוך הכדור (אם הוא נמצא בחוץ - כל קווי השדה שנכנסים גם יוצאים, ולכן אין שטף דרך הכדור). לכן במקרה r>a אין שטף. במקרה r<a מצ"ב שרטוט. המטרה היא למצוא את אורך התיל בתוך הכדור. במשולש המשורטט אורך היתר הוא sqrt(a^2-r^2), האורך הכולל הוא פעמיים זה, וצריך להכפיל בצפיפות מטען כדי לקבל את Qin