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[quote="Fere"]Wobei, wenn ich so darüber nachdenke, kann es sein, dass das mit der Anzahl der Freiheitsgerade der allgemeinen Lösung einer DLG und der Ordnung der DLG nur zutrifft, wenn ich irgendetwas richtung e-Funktion als Ansatz nehme? Sonst nullt es sich ja eigentlich zwangsläufig irgendwann aus, oder? Ich bin gerade nicht ganz sicher, ist wohl langsam schon etwas spät. Also ist das was ich hier habe jetzt die allgemeine Lösung? Bzw. wie zeige ich eben dies oder was muss ich ggf. tun, um diese zu erhalten? Danke![/quote]
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pressure
Verfasst am: 25. Nov 2012 18:41
Titel:
Wenn die Kreisbahn erzwungen ist, dann wird sich die radiale Kraft immer an die Winkelgeschwindigkeit anpassen und nicht andersherum. Soll heißen deine Konstante a bestimmt die radiale Kraft und nicht die radiale Kraft die Konstante. Entsprechend hast du auch zwei Freiheitsgerade.
Kurz und knapp: Das ist bereits die allgemeine Lösung.
Fere
Verfasst am: 25. Nov 2012 16:54
Titel:
Wobei, wenn ich so darüber nachdenke, kann es sein, dass das mit der Anzahl der Freiheitsgerade der allgemeinen Lösung einer DLG und der Ordnung der DLG nur zutrifft, wenn ich irgendetwas richtung e-Funktion als Ansatz nehme? Sonst nullt es sich ja eigentlich zwangsläufig irgendwann aus, oder? Ich bin gerade nicht ganz sicher, ist wohl langsam schon etwas spät.
Also ist das was ich hier habe jetzt die allgemeine Lösung? Bzw. wie zeige ich eben dies oder was muss ich ggf. tun, um diese zu erhalten?
Danke!
Fere
Verfasst am: 25. Nov 2012 16:47
Titel:
pressure hat Folgendes geschrieben:
Du kommst doch offensichtlich auf
was daher deine Differentialgleichung ist. Diese kannst du nun zum Lösen zweimal integrieren.
Womit ich dann auf
komme.
Ist es wirklich so einfach? Ungefähr das meinte ich mit etwas offensichtliches übersehen
Vielen Dank schon einmal!
Demnach setze ich dann wieder in die DLG ein und bekomme -m*R*a²*_er_ = -F*_er_,
also a = sqr(F/(m*R*)). c würde dann über die Anfangsbedingungen einfach ein Startwinkel sein, ist also frei wählbar
Was mich jetzt aber doch etwas wundert: Ich hatte eine DLG 2.Ordnung und bekomme am Ende nur einen Freiheitsgrad (c) in der Lösung? a ist ja durch die Gleichung schon bestimmt (von F und R abhängig). Demnach hätte ich hier zwar eine Lösung, aber nicht die allgemeine, oder?
Ich soll aber (leider) die allgemeine Lösung angeben. Wie würde ich denn jetzt weitermachen? Oder ist es das doch schon und ich denke falsch?
Vielen Dank schon einmal!
pressure
Verfasst am: 25. Nov 2012 16:20
Titel:
Du kommst doch offensichtlich auf
was daher deine Differentialgleichung ist. Diese kannst du nun zum Lösen zweimal integrieren.
Fere
Verfasst am: 25. Nov 2012 16:15
Titel: Bewegungsgleichung der erzwungenen Kreisbewegung
Meine Frage:
Hallo,
ich sitze seit Stunden an einer Aufgabe und habe leider das Gefühl, dass ich in eine völlig falsche Richtung denke oder etwas offensichtliches übersehe.
es geht um folgendes:
Ein Massepunkt m bewegt sich in einer horizontalen Ebene auf einer erzwungenen Kreisbahn. Hierbei wirkt ausschließlich eine auf den Mittelpunkt der Drehbewegung gerichtete Radialkraft. Die Bewegung wäre demnach wohl gleichförmig.
Nun soll ich die Bewegungsgleichung für den Winkel phi(t) aufstellen und lösen...
Meine Ideen:
Ich habe zunächst eine allgemeine Kreisbewegung angenommen und diese erst einmal mathematisch beschrieben, daher [_x_={a,b} als Vektoren] _x_(t) = R*_er_ . Hierbei ist R der Radiusbetrag und _er_ der Einheitsvektor der Radiusrichtung mit _er_ = {cos(phi),sin(phi)}. Das leite ich dann 2x ab und erhalte _x(t)''_=_a(t)_ = R*phi''(t)*_et_ + R*(phi'(t))²*_er_.
Hierbei wäre dann _et_={-sin(phi),cos(phi)} als Einheitsvektor der tangentialen Richtung.
Jetzt setze ich das ganze eine in _F_ = m*_x''_ mit _F_ = _er_*F (nur Radialkraft) und bekomme
F*_er_ = m*R*phi''(t)*_et_ + m*R*(phi'(t))²*_er_
Und jetzt habe ich ein Problem... Wie soll ich das denn lösen? Man könnte jetzt annehmen, dass m*R*phi''(t)*_et_ = 0 sein muss, da es keine Richtungskomponente dieser Art auf der anderen Seite gibt. Dann wäre außerdem F = m*R*phi''(t) Das ist praktischerweise die Zentripetalkraft, also so ganz falsch kann das alles nicht sein, aber die DLG kann ich trotzdem nicht sinnvoll lösen und bekomme entsprechend keine Funktion phi(t).
Hat irgendjemand Hinweise, Lösungen oder irgendeine andere Hilfe? Ich versuche es seit Stunden und bekomme es einfach nicht hin