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[quote="Quentin"][b]Meine Frage:[/b] Hi, gegeben habe ich eine Liste von Kräften, und ich soll angeben, ob es für diese Kräfte jeweils ein Potential gibt bzw. wie es lautet. Deswegen wollte ich fragen: Was muss ich denn dafür genau überprüfen? [b]Meine Ideen:[/b] Also wenn rot F = 0, dann kann es kein Potential geben. Aber man hat mir gesagt, selbst wenn rot F = 0, ist es noch nicht sicher, dass es ein Potential gibt. Wie findet man das dann heraus? Stimmt es, dass das Potential das Integral über die Kraft ist? Danke :)[/quote]
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Huggy
Verfasst am: 02. Jun 2017 09:15
Titel:
Man kann das ganz geradlinig herleiten. Es sei
. Wenn das Kraftfeld ein Potential hat, muss für dieses gelten:
Aus den 3 Integralen lässt sich das Potential bestimmen. Wendet man das erste Integral auf dein Kraftfeld an, ergibt sich:
Das letzte Integral führt mit partieller Integration zu dem von mir genannten Potential. Bastelarbeit wegen der "variablen" Konstanten ist nicht erforderlich, da alle drei Integrale zu demselben Ergebnis führen.
Quentin
Verfasst am: 01. Jun 2017 22:52
Titel:
Durch Nachrechnen mit dem Nabla-Operator kann ich es nachvollziehen. Aber wie bist du da drauf gekommen?
Huggy
Verfasst am: 01. Jun 2017 09:10
Titel:
Quentin hat Folgendes geschrieben:
Jetzt sehe ich auch, dass es verschwindet.
D.h. in diesem Fall gibt es ein Potential. Aber wie bestimmt man das jetzt? Nach der Def. ist doch
.
Aber ich sehe jetzt spontan nicht, wie das Potential dafür aussehen müsste.
Der Vektorpfeil über U ist falsch. Das Potential ist eine skalare Funktion!.
Es sei
mit
.
Um Verwechselungen mit der Kraft zu vermeiden, habe ich die Funktion f in g umbenannt. Es sei nun
eine Stammfunktion von
und
eine Stammfunktion von
, also
und
. Dann ist
ein Potential des Kraftfeldes
.
TomS
Verfasst am: 01. Jun 2017 00:13
Titel:
Gegeben ist
Betrachte doch einfach ein beliebiges Potential U(x), das nur vom Betrag x abhäng, um wende den Nabla-Operator an.
Quentin
Verfasst am: 31. Mai 2017 21:58
Titel:
Jetzt sehe ich auch, dass es verschwindet.
D.h. in diesem Fall gibt es ein Potential. Aber wie bestimmt man das jetzt? Nach der Def. ist doch
.
Aber ich sehe jetzt spontan nicht, wie das Potential dafür aussehen müsste. Und wie soll ich hier mit Integration weiterkommen?[/latex]
Huggy
Verfasst am: 31. Mai 2017 21:01
Titel:
Da hatte ich dich nicht richtig verstanden.
sollte eine Abbildung
sein. Da aber
schon eine Abbildung
ist, ist f nur eine Abbildung
.
Quentin
Verfasst am: 31. Mai 2017 20:50
Titel:
So war's auch nicht gemeint: Ich meinte, warum das Urbild der R^3 ist, wenn wir doch mit der Norm ein Skalar in die Funktion einsetzen...
Huggy
Verfasst am: 31. Mai 2017 20:41
Titel:
Quentin hat Folgendes geschrieben:
Das hängt doch von f ab, oder?
Etwas erstaunlich, nein!
Die Rotation dieses Feldes ist Null unabhängig von f, Differenzierbar muss f natürlich sein.
Zitat:
Und warum geht f von den R^3 nach R, wenn wir die Norm einsetzen (also ein Skalar)?
Die Frage verstehe ich nicht.
soll doch ein Vektorfeld sein. Und da
schon ein Vektor ist, kann der nur mit einem Skalar multipliziert werden. Das Vektorprodukt mit einem Vektor würde auch gehen, aber das muss man dann in der Notation kenntlich machen.
Quentin
Verfasst am: 31. Mai 2017 20:14
Titel:
ok, danke.
Wie ist es mit
mit einer beliebigen Funktion
?
Das hängt doch von f ab, oder? Und warum geht f von den R^3 nach R, wenn wir die Norm einsetzen (also ein Skalar)?
Huggy
Verfasst am: 31. Mai 2017 19:46
Titel:
Ja, bei deinem Beispiel ist
. Deshalb kann dieses Kraftfeld kein Potential haben.
Die Definition des Kraftfeldes könnte aber auf ganz
gelten. Und das wäre ein einfach zusammenhängendes Gebiet.
Quentin
Verfasst am: 31. Mai 2017 19:15
Titel:
Ganz verstanden habe ich es immer noch nicht.
Jede konservative Kraft hat ein Potential. Dieses ist dann von der Form
Ein Kraftfeld ist konservativ, wenn
und es auf einem "einfach zusammenhängenden Gebiet" definiert ist.
Nehmen wir z.B.
, mit
konstant.
Dann ist
doch nicht erfüllt, weil (wenn man die Norm des Vektors als Wurzel ausschreibt und dann eben ableitet) die drei Komponenten bei der Rotation i.A. nicht verschwinden, oder?
Selbst wenn
erfüllt wäre: Wie soll ich hier prüfen, ob das Kraftfeld auf einem "einfach zusammenhängenden Gebiet" definiert ist??
Bitte um Hilfe!![/latex]
Huggy
Verfasst am: 31. Mai 2017 17:36
Titel:
Lies dir das mal durch:
https://de.wikipedia.org/wiki/Konservative_Kraft
Quentin
Verfasst am: 31. Mai 2017 14:01
Titel: Welche Kraft hat ein Potential?
Meine Frage:
Hi,
gegeben habe ich eine Liste von Kräften, und ich soll angeben, ob es für diese Kräfte jeweils ein Potential gibt bzw. wie es lautet.
Deswegen wollte ich fragen: Was muss ich denn dafür genau überprüfen?
Meine Ideen:
Also wenn rot F = 0, dann kann es kein Potential geben. Aber man hat mir gesagt, selbst wenn rot F = 0, ist es noch nicht sicher, dass es ein Potential gibt. Wie findet man das dann heraus?
Stimmt es, dass das Potential das Integral über die Kraft ist?
Danke