Physikerboard.de :: Thema-Überblick

Kaber · Verfasst am: 06. Apr 2016 22:55 Titel:

Ich merke mir einfach: konservative Kraftfelder -> keine Arbeit.

Danke dir für deine Bemühungen und Erklärungen.

franz · Verfasst am: 06. Apr 2016 22:44 Titel:

Zentralkraftfelder sind spezielle konservative Felder (mit verschwindender Rotation). Dort ist die Arbeit zwischen zwei Punkten wegunabhängig.

Ein Feld mit Rotation ist beispielsweise eine kreisförmige Strömung. Dort macht es einen Unterschied, ob man links- oder rechtsrum schwimmt. Andere typische nichtkonservative Kräfte liegen bei der Reibung vor.

Kaber · Verfasst am: 06. Apr 2016 22:23 Titel:

Ah, wenn im Kraftfeld eine Rotation stattfindet, muss es eine Kraft Fz geben, die nach außen wirkt und somit führt F-Fz wieder auf den Zentralpunkt? Würde zumindest rein rechnerisch Sinn machen um auf den Punkt zu kommen.

Physik ist nie verkehrt, auch wenn es erfahrungsgemäß nichts für Informatiker ist, aber trotzdem könnte man eine für Informatiker sinnvollere Alternative in Betracht ziehen. Beispielsweise ein vertiefendes Modul in IT-Sicherheit o.ä.
Aber naja, die Prüfungsordnung gibt den Stoff vor, wir müssen machen was drauf steht.

Ich mache gerne Physik und es ist interessant, aber ich stehe zu oft auf dem Schlauch so dass das Arbeit/Leistung Verhältnis eine eher negative Motivation ergibt.

franz · Verfasst am: 06. Apr 2016 22:04 Titel:

Zentralkraftfelder kann man sich durch eine Feder vorstellen (ein Ende fixiert) oder die Schwerkraft hinsichtlich eines Zentrums: Die Kraft an irgendeiner Stelle zeigt zum Zentrum (oder weg) und der Betrag hängt nur vom Abstand (r) ab und in der Konsequenz hat man beispielsweise Ellipsenbahnen.

Bezüglich Deiner Frage: Bitte schlau machen bzgl. rot F und dann sehen wir weiter.

Medizin ... ich habe meine Zweifel, ob Vektoranalysis dafür das richtige Futter ist. Aber mich fragt niemand. :-)

Kaber · Verfasst am: 06. Apr 2016 21:43 Titel:

Ok, die Dimensionen sind echt nicht transparent.

Hab ich mir schon gedacht. Aber bei so einem Kraftfeld kann ich nicht sagen, dass der zentrale Punkt bei, keine Ahnung, (2,0,5) liegt? Ich meine je nachdem welche Werte ich für x,y und z einsetze schieße ich ja quasi an dem Punkte vorbei, oder ist das egal, solange die Richtung stimmt? (Wenn ich vorbei schieße und der Zentralpunkt trotzdem auf dem Vektor der Kraft liegt, stimmt ggf die Richtung nicht mehr? Bzw wie wäre das zu realisieren? Vorzeichenwechsel dem Ort x?)

Medizininformatik, wir werden mit Elektrotechnik gequält.

franz · Verfasst am: 06. Apr 2016 21:23 Titel:

Oben steht beispielsweise Fx = 2 y, links Newton und rechts Meter als Einheit, und das ist schlicht verkehrt.

Rotation ist ein Rechenverfahren für Vektorfelder (bitte nachlesen), das hat nichts mit "Rotieren" zu tun.

Wovon Dein Kommilitone erzählt, ist die Punkt- oder Zentralsymmetrie von Funktionen f(x) in der x - y - Ebene. Zentralkraftfeld beschreibt in der Physik bestimmte dreidimensionale Vorgänge.

PS Was studierst Du bitte?

Kaber · Verfasst am: 06. Apr 2016 21:03 Titel:

Wenn ich F_0 hinzufüge habe aber ich aber immer noch keine Einheiten..
Ich merke mit dem Thema bin ich überhaupt nicht vertraut. Bis eben wusste ich nicht, dass ein Kraftfeld rotiert.

Zu a habe ich folgendes von einem Kommilitonen erfahren: Wenn F(x,y) = F(-x,-y) gilt, ist das Kraftfeld zentral.
Ob Frot=0 ist, könne man mit dem Nabla-Operator herausfinden. Ich weiß, dass man alle Komponenten nacheinander differenziert, aber bei den Unterlagen bzw Beispiel von ihm scheint ein massiver Fehler zu sein.

Danke für deine Bemühungen aber ich denke da muss ich wohl auf Lücke lernen.

franz · Verfasst am: 06. Apr 2016 20:46 Titel:

Die Einheiten fehlen; könnte man durch ein * F_0 "reparieren". Die Kraftvektoren sind in der x - y - Ebene, deshalb "eben".
Bei b) müßte die Rotation verschwinden; beispielsweise durch 2 y^3.
c) beschreibt ein konservatives Feld: das Arbeits-Integral ist wegunabhängig.

Kaber · Verfasst am: 06. Apr 2016 20:43 Titel:

Wieso eben? Ich habe doch y-Werte und sogar im Quadrat, also sogar ein potenzielles Wachstum.
Einheiten sind keine gegeben in der Aufgabe, würde aber normale SI-Einheiten vermuten, also N für die Kräfte.

franz · Verfasst am: 06. Apr 2016 20:39 Titel:

Dieses ebene Kraftfeld ist natürlich kein Zentralfeld, wo u.a. die Beträge nur vom Radius abhängen. Bsp. F(0/0/1) ^= F(1/0/0). Was ist mit den Einheiten?

Kabar · Verfasst am: 06. Apr 2016 20:08 Titel: Zentrales Kraftfeld

Meine Frage:
Gegeben sei das Kraftfeld mit: F(x,y) =

a) Zeige, ob es sich hierbei um ein Zentralkraftfeld handelt oder nicht.
b) Wie müsste die y-Komponente des Kaftfeldes gewählt werden, damit das Kraftfeld konservativ wird?
c) Wir modifizieren im oben genannten Kraftfeld die y-Komponente zu
Fy= 2x + y. In diesem geänderten (elektrostatischen) Kraftfeld wird eine Punktladung von Position 1 -> 2 -> 3 und danach von Position 3 ->. Welche Arbeit wird dabei verrichtet, wenn P1=(1;1), P2=(2;2), P3(3;3)?

Meine Ideen:
Leider steht in meinen Skripten nichts zu Kraftfeldern. Im Internet steht, ein Kraftfeld sei ein System, in dem alle Kräfte auf einen Punkt zeigen.
Demnach:
a) Nein. Sagt mir mein Bauchgefühl. Wegen dem Quadrat in der y-Komponente?
b) Das Quadrat entfernen?
c) Das Kraftfeld scheint konservativ zu sein wegen 3->1.
Daher wird keine Arbeit verrichtet? Oder aber: die Kraft hat die selbe Richtung wie der Weg (aber welcher Weg, es gibt ja kein Objekt das geschoben bzw gezogen wird?), daher wäre W= F*s.

Könnte mir jemand dabei helfen und eventuell mathematische Lösungen bieten?
Habe zudem überlegt, das mit Integralrechnung zu lösen über die drei Punkte und zurück zum ersten aber mit Integralen bilde ich Flächen und keine Linien (Kraft ist eine Linie?)