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Haupträgheitsmomente eines Kreises
 
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shadow07



Anmeldungsdatum: 08.04.2007
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Beitrag shadow07 Verfasst am: 30. Sep 2007 01:35    Titel: Haupträgheitsmomente eines Kreises Antworten mit Zitat

Hallo,

wie muss ich x und y des Trägheitstensors für eine Kreisscheibe wählen? Anscheind ist das Ergebnis R/2, aber wie kommt man darauf?
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 30. Sep 2007 10:28    Titel: Antworten mit Zitat

hier darfst du nun integrieren. die achsen würde ich durch den schwerpunkt legen entlang irgendeiner symmettrie.

wenn es ein vollkreis ist, ist ja alles klar.

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shadow07



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Beitrag shadow07 Verfasst am: 30. Sep 2007 12:26    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe versucht über die Fläche zu integrieren, da z=0. Die Dichte habe ich durch ersetzt. Die Grenzen für x und y hatte ich jeweils von -R bis +R gewählt, aber ich komme nicht auf das richtige Ergebnis.
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 30. Sep 2007 12:33    Titel: Antworten mit Zitat

Das Trgheitsmoment müsste glaube ich



sein. Kommst du nicht auf das ?

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shadow07



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Beitrag shadow07 Verfasst am: 30. Sep 2007 12:38    Titel: Antworten mit Zitat

schnudl hat Folgendes geschrieben:
Das Trgheitsmoment müsste glaube ich



sein. Kommst du nicht auf das ?


I_xx = mR^2/4
I_yy = mR^2/4
I_zz = mR^2/2

Ich bekomme nicht mal das aus der Dichte weg. Das lässt mich vermuten, dass die Integrationsgrenzen nicht stimmen. Da muss irgendwas mit vorkommen, damit am Ende das eliminiert wird.
schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 30. Sep 2007 15:17    Titel: Antworten mit Zitat

shadow07 hat Folgendes geschrieben:

I_xx = mR^2/4
I_yy = mR^2/4
I_zz = mR^2/2


es stimmt ja eh ...
siehe Vollzylinder, wobei du rhier nur l=0 setzen musst.

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shadow07



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Beitrag shadow07 Verfasst am: 30. Sep 2007 15:27    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn ich rechne, dann komme ich nicht auf

Vielleicht stimmt die Dichte auch nicht.

Allgemeine heißt es
schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 01. Okt 2007 07:31    Titel: Antworten mit Zitat

shadow07 hat Folgendes geschrieben:
Wenn ich rechne, dann komme ich nicht auf


Wenn du einen Kreis in y und y Streifen zerlegt - und das machst du ja bei dieser Integration - dann geht doch nicht jeder Streifen von -R bis +R...
Das trifft nur für den Streifen am Äquator zu, am Pol wird ie Länge Null. Das ist dein Fehler.

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Beitrag shadow07 Verfasst am: 01. Okt 2007 12:30    Titel: Antworten mit Zitat

Kann ich es nicht für y von 0 bis R integrieren und dann mal 2 nehmen? Das erscheint mir als logische Variante. Aber was für x? Ich habe es mit 0 bis 2pi probiert. Alle möglichen Varianten und nie kam das richtige Ergebnis raus. Entweder fehlt ein R, es ist ein pi zu viel oder die 4 im Nenner taucht nicht auf.
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 01. Okt 2007 14:59    Titel: Antworten mit Zitat

Zeichne deine Integrationsstreifen mal auf !

Ohne Skizze geht da gar nichts.

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Beitrag shadow07 Verfasst am: 01. Okt 2007 15:17    Titel: Antworten mit Zitat

Also, für y würde ich von 0 bis +R integrieren. Dann habe ich einen Halbkreis, also muss ich das noch mal 2 nehmen. Für x hätte ich und das wieder mal 2 genommen. Führt leider nicht ganz auf das richtige Ergebnis.


kreis.jpg
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kreis.jpg


schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 01. Okt 2007 16:05    Titel: Antworten mit Zitat

nimm das rote rechteck. wo wird da von 0 bis R integriert? Es geht ja nur von Null bis, na sagen wir mal 2R/3 oder so...


kreis22.jpg
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kreis22.jpg



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Beitrag shadow07 Verfasst am: 01. Okt 2007 16:08    Titel: Antworten mit Zitat

schnudl hat Folgendes geschrieben:
nimm das rote rechteck. wo wird da von 0 bis R integriert? Es geht ja nur von Null bis, na sagen wir mal 2R/3 oder so...


Das mit -R bis R ist noch von gestern Augenzwinkern

Inzwischen bin ich bei 0 bis R angekommen. Das wäre der Halbkreis oberhalb der x-Achse. Das Ganze mal 2 und man hat den Vollkreis.
schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 01. Okt 2007 17:03    Titel: Antworten mit Zitat

Die Höhe meines roten Rechtecks ist , wenn der Winkel zwischen der x-Achse und der blauen Linie gemessen wird.
Ausserdem würde ich gleich von -ymax bis + ymax integrieren.

Daraus:



wobei



Beachte die unteren und oberen Grenzen bei der y-Integration.

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Beitrag shadow07 Verfasst am: 01. Okt 2007 17:10    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, aber dann bekommst du das aus nicht weggekürzt, weil in der Integration kein vorkommt. Eines der Probleme warum ich mich mit der Aufgabe ständig im Kreis drehe Hilfe
schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 01. Okt 2007 17:31    Titel: Antworten mit Zitat

Wher weisst du so schnell, das im Integrationsresultat nicht irgendwo ein pi vorkommt?[/latex]
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Beitrag shadow07 Verfasst am: 01. Okt 2007 17:35    Titel: Antworten mit Zitat

schnudl hat Folgendes geschrieben:
Wher weisst du so schnell, das im Integrationsresultat nicht irgendwo ein pi vorkommt?[/latex]


Weil weder in der Funktion noch in den Grenzen pi vorkommt. Außer es gibt hier eine Überlegung oder einen Trick den ich übersehen habe.
schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 01. Okt 2007 17:37    Titel: Antworten mit Zitat

Übriges würde ich auf Polarkoordinaten wechseln, da es eine Spur leichter zu integrieren ist:


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schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 01. Okt 2007 17:44    Titel: Antworten mit Zitat

shadow07 hat Folgendes geschrieben:
Weil weder in der Funktion noch in den Grenzen pi vorkommt. Außer es gibt hier eine Überlegung oder einen Trick den ich übersehen habe.


Nur ein Beispiel:



Kommt da ein Pi vor ? Big Laugh

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Beitrag shadow07 Verfasst am: 01. Okt 2007 17:51    Titel: Antworten mit Zitat

Ja stimmt, Mathematica hat da auch ein pi mit drin. Aber wie soll man auf solche Tricks kommen?
schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 01. Okt 2007 17:52    Titel: Antworten mit Zitat

shadow07 hat Folgendes geschrieben:
Ja stimmt, Mathematica hat da auch ein pi mit drin. Aber wie soll man auf solche Tricks kommen?

welche Tricks? Das ist eine gewöhnliche Integration. Du musst sie nur ordentlich von A bis Zink durchziehen und wirst dafür mit einem richtigen ergebnis belohnt (wie jemand hier einmal sagte).

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Beitrag shadow07 Verfasst am: 01. Okt 2007 18:39    Titel: Antworten mit Zitat

schnudl hat Folgendes geschrieben:
Übriges würde ich auf Polarkoordinaten wechseln, da es eine Spur leichter zu integrieren ist:



Ich glaube hier steckt ein kleiner Fehler drin. Da kommt nicht mehr das selbe raus.

Wie rechnest du die Grenzen und y^2 in Polarkoordinaten um?
schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 01. Okt 2007 18:57    Titel: Antworten mit Zitat

shadow07 hat Folgendes geschrieben:




sorry, es muss natürlich heissen:



Ich glaube hier steckt ein kleiner Fehler drin. Da kommt nicht mehr das selbe raus.

Wie rechnest du die Grenzen und y^2 in Polarkoordinaten um?
Die Grenzen gar nicht - ich zerlege nicht in Streifen sondern in Kreissegmente. Das y wird dann



Das Flächenelement ist




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Beitrag shadow07 Verfasst am: 01. Okt 2007 19:35    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, jetzt habe ich alles verstanden Thumbs up! Danke für die langatmige Hilfe Rock
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