Buenas, hice el ejercicio pero para la parte en que r<a no me quedo el segundo termino de la solución. En mi caso no me queda dependiendo del r, pero ya revisé varias veces el razonamiento y no logro encontrar el error. Quizás plantee mal la distancia (r-r') pero no logro ver como sería de otra manera.
Dejo mi razonamiento para que me puedan guiar.
Muchas gracias, saludos.
Hola María Belén,
me parece que estás cometiendo un error al evaluar los límites de integración luego de hacer el cambio de variable cuando pasás de integrar en 
a integrar en 
. Fijate cuánto vale cuando 
y cuando 
. (Fijate el pdf adjunto)
Por otro lado, el ejercicio se puede resolver aprovechando el resultado que hallaste en la parte 2c) del potencial debido a un cascarón esférico pongamos de radio b (donde ya integraste en los ángulos) y sólo resta integrar en la coordenada radial.
Espero que te sea de ayuda.
Saludos,
Julia.