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Bergsteigen auf einer Halbkugel
 
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physike135



Anmeldungsdatum: 26.10.2013
Beiträge: 5

Beitrag physike135 Verfasst am: 26. Okt 2013 20:43    Titel: Bergsteigen auf einer Halbkugel Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Stellen sie sich einen Berg in Form einer perfekten Halbkugel vor. Der Radius der Kugel sei R. Es soll die Arbeit berechnet werden, die erbracht weren muss, um die Halbkugel gegen die Schwerkraft F=(0,0,-mg) vom Rand bis zur höchsten Stelle zu erklimmen.

a) Berechnen sie das Wegintegral vom Rand bis zur Spitze in kartesischen Koordinaten.

Meine Ideen:
Wie parametrisiere ich den Weg?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18232

Beitrag TomS Verfasst am: 26. Okt 2013 21:34    Titel: Antworten mit Zitat

Darf man voraussetzen, dass das Wegintegral in einem Potentialfelder wegunabhängig ist? Oder muss man genau das beweisen?
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Naja Nein
Gast





Beitrag Naja Nein Verfasst am: 27. Okt 2013 09:11    Titel: Antworten mit Zitat

Ich würde sagen: Nein.
Sonst wäre das ja witzlos..
Aber ist doch auch kein Problem. Welche Koordinaten bieten sich hier denn wohl an..?! ...bzw welche 2D-Entsprechung..?
physike135



Anmeldungsdatum: 26.10.2013
Beiträge: 5

Beitrag physike135 Verfasst am: 28. Okt 2013 22:10    Titel: Antworten mit Zitat

Man soll mit kartesischen Koordinaten rechnen, also (x,y,z).
physike135



Anmeldungsdatum: 26.10.2013
Beiträge: 5

Beitrag physike135 Verfasst am: 28. Okt 2013 22:13    Titel: Antworten mit Zitat

Dieses Integral soll berechnet werden:

physike135



Anmeldungsdatum: 26.10.2013
Beiträge: 5

Beitrag physike135 Verfasst am: 28. Okt 2013 22:14    Titel: Antworten mit Zitat

Was mich stört ist das "dr".
Irgendjemand eine Idee?
Huggy



Anmeldungsdatum: 16.08.2012
Beiträge: 785

Beitrag Huggy Verfasst am: 29. Okt 2013 08:08    Titel: Antworten mit Zitat

physike135 hat Folgendes geschrieben:
Dieses Integral soll berechnet werden:


So ergibt das keinen Sinn. Berechnet werden muss:



Dabei steht C für die Kurve, entlang der das Objekt sich bewegt. Um das Integral zu berechnen, benötigt man eine Parameterdastellung der Kurve C. Sei eine solche Parameterdarstellung. Dann berechnet sich das Integral so:



Dabei kennzeichnen und Anfangs- und Endpunkt der Kurve.
physike135



Anmeldungsdatum: 26.10.2013
Beiträge: 5

Beitrag physike135 Verfasst am: 31. Okt 2013 19:38    Titel: Antworten mit Zitat

Weiß jemand, wie man grundsätzlich Kurven parametrisiert? Wenn ich wüsste wie die Parametrisierung der Kurve aussieht, könnte ich das Integral berechnen. Kann ich sagen r(t) = (x,y,z)?
Huggy



Anmeldungsdatum: 16.08.2012
Beiträge: 785

Beitrag Huggy Verfasst am: 01. Nov 2013 08:17    Titel: Antworten mit Zitat

physike135 hat Folgendes geschrieben:
Weiß jemand, wie man grundsätzlich Kurven parametrisiert? Wenn ich wüsste wie die Parametrisierung der Kurve aussieht, könnte ich das Integral berechnen. Kann ich sagen r(t) = (x,y,z)?

Das ist keine noch keine Parametrisierung. Rechts steht ja nirgends der Parameter t, den man natürlich auch anders nennen darf.



ist nur die in Angabe des Vektors in kartischen Koordinaten.



wäre die allgemeine Parameterform, in die man jetzt die konkrete Kurve einsetze muss. Der Aufstieg ist ein Viertelkreis. Den kann man so legen, dass er in der (x-z)-Ebene liegt. Dann kann man die y-Koordinate weglassen und das Problem zweidimensional betrachten. Die übliche Parametrisierung eines Kreises mit Radius R und Mittelpunkt im Koordinatenursprung ist:



Bei dem zu betrachtenden Viertelkreis läuft t von 0 bis .
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