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Extremierung eines Potentials
 
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Widderchen



Anmeldungsdatum: 08.04.2015
Beiträge: 193

Beitrag Widderchen Verfasst am: 10. Nov 2015 19:48    Titel: Extremierung eines Potentials Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo,

die Aufgabe 18 ist auf dem folgenden Link einsehbar:

http://www.physik.uni-bielefeld.de/~borghini/Teaching/Theorie-I/Uebungen/Blatt_5.pdf

Meine Ideen:
Ich weiß nur, dass ich mit dem Lagrange-Formalismus arbeiten muss. Dabei muss ein Funktional minimiert werden, woraus sich dann die Funktion ergibt, die die Flugkosten minimiert.

Die Flugkostenfunktion auf Minima mittels Differentiation der Kostenfunktion nach x zu untersuchen ist an dieser Stelle nicht angebracht.

Ich benötige also ein Funktional, aber wie sieht dieses aus?

Viele Grüße
Widderchen
Jayk



Anmeldungsdatum: 22.08.2008
Beiträge: 1450

Beitrag Jayk Verfasst am: 10. Nov 2015 19:53    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:

Die Flugkostenfunktion auf Minima mittels Differentiation der Kostenfunktion nach x zu untersuchen ist an dieser Stelle nicht angebracht.


Fangfrage: Welche Flugkostenfunktion?

Wie würdest Du denn die (Gesamt-)Flugkosten berechnen? Dazu mußt Du die Flugbahn kennen! Die Flugkosten hängen nicht einfach von einer Variablen ab, sondern von der gesamten Bahn. Deswegen gibt es nicht einfach eine Flugkostenfunktion, sondern ein Flugkostenfunktional. Um das zu finden, solltest Du einfach Deiner Intuition folgen und versuchen, einen sinnvollen Term für die Flugkosten aufzuschreiben.
Widderchen



Anmeldungsdatum: 08.04.2015
Beiträge: 193

Beitrag Widderchen Verfasst am: 10. Nov 2015 20:08    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

ich habe ein Flugkostenfunktional , welches eine Bahnkurve aus einem Funktionenraum stetig-diff.barer Funktionen auf eine skalare Größe abbildet.
Nun muss ich dieses Funktional mittels Variationsrechnung minimieren. Die Euler-Lagrange-Gleichung resultiert dabei aus diesem Extremalproblem:

.

ist dabei die Funktion, die im Funktionalintegral erscheint und im Argument die gesuchte Bahnkurve y enthält.

Die Gesamtkosten würde ich über das Integral

berechnen oder mache ich einen Fehler? Was ist f ??? Wie bekomme ich die Funktion y in dieses Funktional hinein? grübelnd

Ich bin verwirrt!

Viele Grüße
Widderchen
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583

Beitrag jh8979 Verfasst am: 10. Nov 2015 20:37    Titel: Antworten mit Zitat

Vielleicht solltest Du auf Jack hören und mit dem anfangen was Du berechnen willst... nicht wie Du es berechnen willst. Das ist i.A. sinnvoller.
Jack hat Folgendes geschrieben:
... versuchen, einen sinnvollen Term für die Flugkosten aufzuschreiben.
Widderchen



Anmeldungsdatum: 08.04.2015
Beiträge: 193

Beitrag Widderchen Verfasst am: 10. Nov 2015 21:52    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

ich hätte zunächst die direkte Flugstrecke zwischen den Punkten (-a , 0) und (0,a) berechnet und anschließend mit den Flugkosten pro Einheitsstrecke multipliziert, also:

???

Viele Grüße
Widderchen
xb
Gast





Beitrag xb Verfasst am: 10. Nov 2015 22:16    Titel: Antworten mit Zitat

Kostendifferential=Kosten(z)*Wegdifferential
Widderchen



Anmeldungsdatum: 08.04.2015
Beiträge: 193

Beitrag Widderchen Verfasst am: 10. Nov 2015 22:25    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

also . Integration von 0 bis a liefert dann



Ist das soweit korrekt?

Vielen Dank für deine Antwort, xb!

Widderchen
xb
Gast





Beitrag xb Verfasst am: 10. Nov 2015 22:37    Titel: Antworten mit Zitat

Widderchen hat Folgendes geschrieben:


ganz so einfach ist es nicht



wie berechnet man so eine differentielle Strecke ds?
Widderchen



Anmeldungsdatum: 08.04.2015
Beiträge: 193

Beitrag Widderchen Verfasst am: 10. Nov 2015 22:53    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

ich hoffe, ich verstehe, worauf du hinaus möchtest. Etwa so?



Dadurch ließe sich das ds-Integral in ein dz-Integral transformieren.

Selbstverständlich war mein voriger Ansatz falsch, da ich dieses Kostenfunktional noch nach z(x) minimieren müsste.

Viele Grüße
Widderchen
xb
Gast





Beitrag xb Verfasst am: 10. Nov 2015 23:07    Titel: Antworten mit Zitat

Wie berechnet man die Länge einer Kurve?
Widderchen



Anmeldungsdatum: 08.04.2015
Beiträge: 193

Beitrag Widderchen Verfasst am: 10. Nov 2015 23:24    Titel: Antworten mit Zitat

Ich vermute so:



Ich bin mir nicht sicher.
xb
Gast





Beitrag xb Verfasst am: 10. Nov 2015 23:33    Titel: Antworten mit Zitat

Widderchen hat Folgendes geschrieben:

.




hier nimmt man




in der Aufgabe hat man z nicht y

Widderchen



Anmeldungsdatum: 08.04.2015
Beiträge: 193

Beitrag Widderchen Verfasst am: 10. Nov 2015 23:48    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, bisher lautet der Ausdruck also:



Nun muss ich über x integrieren, also von den Grenzen -a bis 0.

Stimmt die Vorgehensweise soweit? Ist der obige Ausdruck überhaupt korrekt?

Allerdings wüsste ich nicht, wie ich dieses Integral berechnen soll.
xb
Gast





Beitrag xb Verfasst am: 11. Nov 2015 00:02    Titel: Antworten mit Zitat

Alles klar

Widderchen hat Folgendes geschrieben:

Allerdings wüsste ich nicht, wie ich dieses Integral berechnen soll.

das Integral wird garnicht berechnet
sondern es wird eine Funktion z(x) gesucht,so dass das Integral
und damit die Kosten minimal werden

und zwar damit



ich würde die Intrgrationsgrenzen bei der weiteren Rechnung nicht beachten
sondern Integrationskonstanten einbauen
2 Stück wirst du brauchen

So jetzt kannst du rechnen
Widderchen



Anmeldungsdatum: 08.04.2015
Beiträge: 193

Beitrag Widderchen Verfasst am: 11. Nov 2015 13:35    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

vielen Dank für die Hilfe, xb! Für f=K erhalte ich die Differentiale:

.

Hoffentlich stimmt das soweit. grübelnd

Anschließend müsste ich noch die Differenz bilden.

Viele Grüße
Widderchen
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583

Beitrag jh8979 Verfasst am: 11. Nov 2015 14:55    Titel: Antworten mit Zitat

Ich möchte mal allgemein anmerken, dass dieses kleinteilige "Bei jedem Schritt"-Helfen, Dir nur kurzfristig was bringt, aber auf lange Sicht eher schädlich ist...
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