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Kugelfallviskosimeter: Bewegungsgleichung
 
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Integra(l)



Anmeldungsdatum: 09.11.2017
Beiträge: 5

Beitrag Integra(l) Verfasst am: 09. Nov 2017 11:01    Titel: Kugelfallviskosimeter: Bewegungsgleichung Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo zusammen,
ich soll eine Bewegungsgleichung für eine Stahlkugel die im viskosen Medium (Glycerin) sinkt aufstellen.

Meine Ideen:
Ich habe zwar bereits eine Bewegunsgleichung, aber bin mir mit dieser sehr unsicher. Hier mal meine Vorgehensweise:

Ich betrachte Gewichts-, Auftriebs- und Gravitationskraft:



Der Übersicht halber substituiere ich die konstanten Beiträge:




und bekomme so:



ich dividiere durch m und stelle etwas um:



Nun suche ich nach der Lösung der homogenen Gleichung:




ich integriere und wende die e-Funktion an, um den links auftretenden Logarithmus aufzulösen:




Als nächstes suche ich die Lösung der inhomogenen Gleichung.Dazu nehme ich v=const an:



woraus sich dann folgendes ergibt:




So und nun Fragen:
Meine Gleichung lautet dann



erstmal richtig und wenn nicht, wo liegen meine Fehler?
Außerdem weiß ich nicht, was ich mit dem letzten Teil mit der Integrationskonstante anfange.
Und wenn richtig, müsste ich ja nochmal integrieren um auf eine Funktion des Ortes zu kommen, daraus ergibt sich dann ja wieder eine Integrationskonstante, die mir dann vmtl auch rätselhaft sein wird.
Unsere Randbedingungen sind:




Schonmal vorab Danke für jede Hilfe.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 09. Nov 2017 18:56    Titel: Antworten mit Zitat

Schau Dir das mal an

https://lp.uni-goettingen.de/get/text/6133
Integra(l)



Anmeldungsdatum: 09.11.2017
Beiträge: 5

Beitrag Integra(l) Verfasst am: 21. Nov 2017 11:17    Titel: Antworten mit Zitat

So wie das aussieht, wird dort die Auftriebskraft nicht betrachtet oder übersehe ich da etwas?
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 21. Nov 2017 14:34    Titel: Antworten mit Zitat

Integra(l) hat Folgendes geschrieben:
So wie das aussieht, wird dort die Auftriebskraft nicht betrachtet oder übersehe ich da etwas?


Du hast recht.

Die Lösung der DGL ist nicht richtig.

Mein Ansatz:

M = Medium
K = Kugel



Mit




























Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 22. Nov 2017 14:06    Titel: Antworten mit Zitat

Welche Bewegungsgleichung sollst Du aufstellen?

v(t), s(t), v(s) ?
Integra(l)



Anmeldungsdatum: 09.11.2017
Beiträge: 5

Beitrag Integra(l) Verfasst am: 23. Nov 2017 10:02    Titel: Antworten mit Zitat

War mir da nicht sicher, musste nochmal nachfragen, aber es ist v(t).
Ich weiß nicht ob ich darauf gekommen wäre^^ nur müsste nicht sein?
Ich verstehe nur nicht ganz wie du auf kommst.
Und das C=0 ist verstehe ich rein logisch, aber kann ich einfach so kausal drauf schließen oder muss ich das irgendwie zeigen?
Ansonsten auf jeden Fall schon mal vielen Dank für deine Hilfe smile
Integra(l)



Anmeldungsdatum: 09.11.2017
Beiträge: 5

Beitrag Integra(l) Verfasst am: 23. Nov 2017 10:56    Titel: Antworten mit Zitat

hab ich jetzt verstanden ^^ nach v abgeleitet ^^
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 23. Nov 2017 12:28    Titel: Antworten mit Zitat

Integra(l) hat Folgendes geschrieben:
War mir da nicht sicher, musste nochmal nachfragen, aber es ist v(t).
Ich weiß nicht ob ich darauf gekommen wäre^^ nur müsste nicht sein?
Ich verstehe nur nicht ganz wie du auf kommst.
Und das C=0 ist verstehe ich rein logisch, aber kann ich einfach so kausal drauf schließen oder muss ich das irgendwie zeigen?
Ansonsten auf jeden Fall schon mal vielen Dank für deine Hilfe smile


Zu Deiner Anmerkung zu hast Du recht.

Ich habe nicht auf die Physik, sondern auf die mathematische Lösung geschaut.

Du kannst noch für r einsetzen





Dann hast musst Du die Geometrie der Kugel nicht kennen, sondern nur die Masse und deren Dichte.

Integrationskonstante C:





Wenn Du in die obige Gleichung diese Anfangsbedingungen einsetzt, ergibt sich



Alles klar?
Integra(l)



Anmeldungsdatum: 09.11.2017
Beiträge: 5

Beitrag Integra(l) Verfasst am: 23. Nov 2017 15:05    Titel: Antworten mit Zitat

Okay, das mit C war logisch, keine Ahnung warum ich das nicht gesehen habe. Ansonsten habe ich jetzt alles verstanden. Vielen Dank^^
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