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McClane
BeitragVerfasst am: 02. Sep 2012 18:37    Titel:

Entschuldigung. Habe gerade einen Gedankenfehler mit der Konstanten gemacht. Jetzt ist alles klar.

Vielen Dank smile
Huggy
BeitragVerfasst am: 02. Sep 2012 18:35    Titel:

Deshalb gefällt mir auch besser und so wird es ja auch üblicherweise gemacht. Wenn man also verwenden möchte und ganz korrekt sein will, müsste man oder so etwas schreiben. Aber Gleichungen, die Maßeinheiten enthalten, verwendet man auch ungern.
franz
BeitragVerfasst am: 02. Sep 2012 18:24    Titel:

Hallo!

Ganz herzlichen Dank, lieber Huggy, für die Korrektur (wurde oben geändert). Daran erkennt man den Profi: Nix glauben, alles selber rechnen.
smile
Mit habe ich zwar prinzipielle Probleme (Was ist der Logarithmus von 1m?), aber das spielt hier keine Rolle.

Was die Konstanten angeht: Der Groschen ist bei mir sehr langsam gefallen, daß man physikalisch einen "glatten" Übergang fordern muß und ansonsten ist es sicher egal, ob man von innen nach außen oder umgekehrt rechnet.

mfG
Huggy
BeitragVerfasst am: 02. Sep 2012 18:23    Titel:

Wenn du bei mir sagst, meinst du wohl die Lösung von franz. Und da erscheint es mir zumutbar, wenn du dort c4 selbst abliest. Du musst doch nur bei der Lösung im Außenraum den logarithmischen Summanden weglassen. Das geänderte Vorzeichen sollte natürlich bleiben.

Das Potential hat keine eigenständige physikalische Bedeutung. Bedeutung hat nur die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten bzw. die Feldstärke, welche der Gradient des Potentials ist. Bei beidem fällt eine additive Konstante im Potential heraus. Wenn du also c4 = 0 wählst und die anderen Konstanten dann mittels der Übergangsbedingungen bestimmst (siehe franz), ist das auch eine korrekte Lösung.
McClane
BeitragVerfasst am: 02. Sep 2012 18:07    Titel:

Ok, vielen Dank. Wie lautet den bei dir C4? Wenn ich C4 =0 setze, kommt bei mir etwas ganz anderes heraus.

Wie kann man überhaupt physikalisch begründen, dass C4 frei wählbar ist?
Huggy
BeitragVerfasst am: 02. Sep 2012 13:41    Titel:

Man kann wahlweise oder schreiben. Wegen ändert das nur die Konstante c4.

Übrigens enthält die Lösung von franz noch einen Vorzeichenfehler. Richtig ist:



Ich sehe keinen Widerspruch zu pressure. Er hat doch nur gesagt, dass das Potential nur bis auf eine willkürliche konstante bestimmt ist.
McClane
BeitragVerfasst am: 02. Sep 2012 12:06    Titel:

Hallo franz,

vielen Dank für deine Antwort. Damit bin ich schon einen großen Schritt weiter. Was ich noch nicht ganz verstehe, ist warum es ln(r/R) heißt bzw. wie man darauf kommt. Meine Lösung sieht identisch aus, jedoch steht überall nur ln(r).

Die Lösung würde doch der Antwort von pressure widersprechen oder?
franz
BeitragVerfasst am: 01. Sep 2012 04:19    Titel:

Hallo McClane,
nochmal kurz: Die allgemeine (partielle) Feldgleichung des elektrostatischen Potentials vereinfacht sich bei einem unendlich langen und homogen geladenen Kreiszylinder zu der gewöhnlichen DGL
wofür uns Wolfram Alpha angibt*)


Diese vier Konstanten werden aus dem physikalischen Zusammenhang bestimmt:

1) Festlegung eines Nullniveaus


2) stetiger Übergang


3) glatter Übergang: Mangels einer Flächenladung ist


KORREKTUR


*) Die nötige Transformation von r zum einheitenlosen x = r/R läßt sich vielleicht so handhaben: r = R x -> x y'' + y' + (rho R^2 / eps eps_0) x = 0 usw.
McClane
BeitragVerfasst am: 31. Aug 2012 14:15    Titel:

Ja, wie oben angegeben: Für den Innen- bzw Außenteil zweimal integriert.

McClane hat Folgendes geschrieben:
Meine Rechnung sieht folgendermaßen aus:

Für den Innenteil:






Für den Außenteil:





Die Konstanten bestimme ich wie oben angegeben.
franz
BeitragVerfasst am: 31. Aug 2012 14:12    Titel:

gelöscht, irrelevant
McClane
BeitragVerfasst am: 31. Aug 2012 13:12    Titel:

Auf diesem Weg haben wir das für eine Kugel durchgeführt. Für den Zylinder sollen wir es aber direkt mit der Poisson-Gleichung lösen.
franz
BeitragVerfasst am: 31. Aug 2012 10:37    Titel:

gelöscht irrelevant
McClane
BeitragVerfasst am: 30. Aug 2012 20:47    Titel:

Die Poisson-Gleichung lautet:



kommt nicht vor, da ich zur Vereinfachung das Gaußsche System gewählt habe.

Wenn man den Laplaceoperator in Zylinderkoordinaten angibt, kommt man auf:



(Für den Innenteil)
franz
BeitragVerfasst am: 30. Aug 2012 20:28    Titel:

McClane hat Folgendes geschrieben:
Für den Innenteil:


Woher 4\pi und wo ist \epsilon?
McClane
BeitragVerfasst am: 30. Aug 2012 20:18    Titel:

Meine Rechnung sieht folgendermaßen aus:

Für den Innenteil:






Für den Außenteil:





Die Konstanten bestimme ich wie oben angegeben.
franz
BeitragVerfasst am: 30. Aug 2012 17:01    Titel:

Ohne nachzurechnen: Du hast doch sicher irgendwo ein bestimmtes Integral, wo sich eine Differenz von Logarithmen ergibt und zusammen etwas in der Art ln (r_2 / r_1) .
Kannst Du uns Deine Lösung für \Phi mal kurz anschreiben?
McClane
BeitragVerfasst am: 30. Aug 2012 16:54    Titel:

Ok, aber ich bin jetzt alles nochmal durchgegangen und finde den Fehler nicht.
franz
BeitragVerfasst am: 30. Aug 2012 16:51    Titel:

Der Numerus im Logarithmus kann nur eine Zahl sein, keine Meter.
McClane
BeitragVerfasst am: 30. Aug 2012 16:45    Titel:

Zitat:
ln R kann einheitenmäßig nicht ganz stimmen


Wie meinst du das?

Mir fällt auch auf:

Muss es nicht

für r<=R

und

für r>R

heißen?
franz
BeitragVerfasst am: 29. Aug 2012 17:28    Titel:

ln R kann einheitenmäßig nicht ganz stimmen, ansonsten tritt der Logarithmus bei verschiedenen zylindersymmetrischen Problemen auf und dürfte mit der Ableitung 1/r zusammenhängen (E Feld).
McClane
BeitragVerfasst am: 29. Aug 2012 13:31    Titel:

Ok, dann müsste mit den Stetigkeitsbedingungen für das Potential folgendes herauskommen:

für r<=R

und

für r>R

Mich verwirrt nur, dass das potential im Innenteil logarithmisch abnimmt.
pressure
BeitragVerfasst am: 29. Aug 2012 13:02    Titel:

Das Potential ist im elektrostatischen Fall nur bis auf eine Konstante bestimmt, die damit beliebig gewählt werden kann. Meist wählt man die Konstante zu 0 oder so, dass das Potential im Unendlichen verschwindet. Letztlich ist aber willkürlich.
McClane
BeitragVerfasst am: 29. Aug 2012 12:40    Titel: Poissongleichung für einen Zylinder lösen

Hallo,

ich habe eine Augabe, bei der ich die Poissongleichung für einen Zylinder lösen soll.

Die Ladungsdichte ist gegeben durch:

für r<=R und 0 für r>R

Ich habe den Laplaceoperator in Zylinderkoordinaten aufgestellt, die Gleichung nach dem Potential aufgelöst und erhalte folgende Gleichungen:

für r<=R

für r>R

Da für r->0 das Potential einen endlichen Wert haben muss, folgt

In einem Buch zur theoretischen Physik steht ohne Begründung, dass Null sein muss. Warum?

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