Forum: HF, Funk und Felder Maxwell-Kraft, wie kommt man auf diese Formel?


von Michael Jennens (Gast)


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Hallo, ich verstehe leider überhaupt nicht, wie man aufgrund dieses 
einen Bildes die Kraftkomponenten in x und y Richtung bestimmen kann, 
wie kommt der Autor auf diese Formel? Kann mir bitte da einer 
weiterhelfen, bin schon als am Überlegen, jedoch finde ich keine Lösung.

: Verschoben durch Moderator
von Michael Jennens (Gast)


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Der Radialspannungs-Vektor fn am Ort ( r, α) ist um den Winkel α gegen 
die Waagrechte
( x-Achse) geneigt, der Tangentialspannungsvektor ft um 90° nach links
orientiert und daher um den Winkel α gegen die Lotrechte ( y-Achse) 
geneigt. Aus beiden ergeben sich die Komponenten des Spannungsvektors in 
die x- und y-Richtung.

von Michael Jennens (Gast)


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Kann mir keiner helfen?

von Gerd (Gast)


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Welche Formel meinst du denn?
Da steht doch nur Formel 1.3 und die passt doch so zum Bild??

von matthiassaihttam (Gast)


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>Kann mir keiner helfen?
Was ist denn unklar?

von Christian L. (cyan)


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Gerd schrieb:
> Da steht doch nur Formel 1.3 und die passt doch so zum Bild??

Sicher? Wenn ich gerade keinen Knoten im Kopf habe ist die Formel für fx 
falsch. Für alpha=0 ist die einzige Kraft in x-Richtung fn. Allerdings 
zeigen dann fx und fn in entgegengesetzte Richtung. Also fx = - fn Die 
Formel berücksichtigt das nicht - bei ihr kommt fx = fn heraus. Für 
größere alpha muss sich die ft Komponente addieren - hier wird sie aber 
subtrahiert. Wahrscheinlich ist nur fx falsch herum eingezeichnet.

von Michael Jennens (Gast)


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Wie man auf die Formal fx und fy kommt??

von Dussel (Gast)


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Gerade habe ich nichts zum Schreiben da, aber mal als Denkansatz für fy:
Ziehe von der Spitze von ft eine horizontale Linie auf fy. Dann hast du 
zwei Dreiecke. Dann siehst du, dass das obere Dreieck das gleiche ist 
wie das, was fn und die Grundlinie (von wo Alpha gemessen wird) bilden. 
Daraus ergibt sich das fn*sin(a).
Weiter ist der Winkel zwischen ft und der Grundlinie Alpha+0,5*Pi. Das 
lässt sich in einen Kosinus umrechnen, womit du eventuell auf den 
Kosinusterm von fy kommen könntest.

von Gerd (Gast)


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fx ist aber der Anteil von f in x-Richtung, ist alpha=0,
so ist f^T = (fn ft)^T, also fn die x-Komponente von f und somit fx=fn.

von Dussel (Gast)


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Einfacher: Der Winkel ft zur Senkrechten ist Alpha. Wenn du die 
Senkrechte durch den Startpunkt von f einzeichnest und das Alpha 
zwischen ft und der Senkrechten, solltest du sehen, woher das ft*cos(a) 
kommt.

fx kann man sich sicher so ähnlich herleiten, wenn es richtig ist.

von Ein (Gast)


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Michael Jennens schrieb:
> Kann mir keiner helfen?

Ich kann nicht mal die Bildunterschrift lesen, weil die Hälfte fehlt.

von Christian L. (cyan)


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Gerd schrieb:
> fx ist aber der Anteil von f in x-Richtung,

Laut Bild b aber nicht. fx zeigt entgegen der x-Richtung. Deswegen gehe 
ich davon aus, dass es falsch eingezeichnet ist.

von Dussel (Gast)


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Christian L. schrieb:
> Gerd schrieb:
>> fx ist aber der Anteil von f in x-Richtung,
>
> Laut Bild b aber nicht. fx zeigt entgegen der x-Richtung. Deswegen gehe
> ich davon aus, dass es falsch eingezeichnet ist.
Kraftpfeile können beliebig ausgerichtet und bezeichnet sein. Daran 
würde ich mich nicht aufhalten. Beim Drüberschauen war für mich die 
Formel für fx plausibel.

von Gerd (Gast)


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nein, denk dir einfach mal fn und ft weg, dann hast du ein f welches
um einen teil fx nach links (x-Richtung) zeigt und um einen teil fy
nach oben (y-Richtung) zeigt.
Dieser Vektor f lässt wird nur durch ft und fn beschrieben,
also vermutlich in natürlichen koordinaten, daher die indizes.
Da ft und fn orthogonal zueinander sind ist bei einem winkel
alpha=0 die fn die einzige komponente von f in x-Richtung,
ft zeigt in diesem moment nach oben, hat also keinen Teil
in x-Richtung.
Andersrum ist alpha=90° so zeigt fn in y-Richtung und ft in
-x-Richtung (also fn nach oben und ft nach links).

von M. K. (sylaina)


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Ja, die Formel ist falsch bzw. passt nicht zum Diagramm.
Einfach mal das Alpha gegen 0 oder 90 Grad streben lassen. Im ersten 
Fall käme heraus, dass fx = fn sei. Das ist aber falsch, es müsste fx = 
- fn sein.
Im zweiten Fall käme heraus, dass fx = - ft sei. Auch das ist falsch 
denn richtig wäre hier, dass fx = ft ist.
Der Autor hat bei fx nicht bedacht, dass es in negative x-Richtung 
zeigt. Möglicher Weise ist auch nur beim Korrekturlesen das - vor fx 
fälschlicher Weise als Bindestrich interpretiert worden (denke da an die 
Autokorrektur von Word und Co) und wurde wieder gelöscht.
Wäre mir aber beim Lesen wahrscheinlich auch nicht wirklich aufgefallen 
da, bis auf den, ich sag mal, Schönheitsfehler, die Formel schon richtig 
ist

: Bearbeitet durch User
von Gerd (Gast)


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Im Bild A ist das zugrundeliegende Koordinatensystem abgebildet,
die positive x-Richtung ist "nach rechts", somit
ist fx=fn bei alpha=0° korrekt, weil fn dann nach "rechts" zeigt.

von M. K. (sylaina)


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Gerd schrieb:
> Im Bild A ist das zugrundeliegende Koordinatensystem abgebildet,
> die positive x-Richtung ist "nach rechts", somit
> ist fx=fn bei alpha=0° korrekt, weil fn dann nach "rechts" zeigt.

So kann man es auch sehen, das wiederrum bedeutet, dass in Diagramm b fx 
falsch herum eingezeichnet ist ;)

Wenn man den Autor nicht fragt wird man den Fehler nie 100% entdecken. 
Sicher ist nur, dass er da ist.

von Gerd (Gast)


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Da ist kein Fehler.
fx setzt sich zusammen aus der x-Komponente von ft UND der x-Komponente 
von
fn.
Ebenso setzt sich fy zusammen aus der y-Komponente von fn UND der 
y-Komponente von ft.

Und der Vektor f=(fx fy)^T, also "oben" steht fx und "unten" fy.

von Frank M. (frank_m35)


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Wenn du mal nur b) betrachtest und wie Gerd gesagt hat, die Komponenten 
einzeln versuchst zu berechnen so bekommst du:
Erstens:

Zweitens:

Zusammengesetzt:

: Bearbeitet durch User
von M. K. (sylaina)


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Ich sag ja auch nicht, dass die Formel nicht stimmt. Die Formel und die 
Zeichnung passen nur nicht zusammen. In der Zeichnung zeigt fx in 
negative X-Richtung. Der Formel nach muss fx aber in positive X-Richtung 
zeigen. Also entweder ist fx in der Zeichnung falsch eingezeichnet oder 
in der Formel fehlt ein Vorzeichen. Das ist der "Fehler" (besser: 
Unstimmigkeit).
Ein Vektor ohne Angabe des Koordinatensystems ist im Prinzip immer 
unbrauchbar/nicht eindeutig. Wir gehen nur immer davon aus, wenn kein 
Koordinatensystem gegeben ist, dass das kartesische Koordinatensystem 
gilt.

von Gerd (Gast)


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Das ist nicht wahr!
In der Zeichnung ist alpha≈45°
und ft>fn
=>  fx≈fn*sqrt(2)-ft*sqrt(2)

da ft>fn, muss (fn-ft)<0

=> fx(alpha=45°) < 0 und damit negativ.

von Gerd (Gast)


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sqrt(2)/2 muss es natürlich heißen.

von M. K. (sylaina)


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Gerd schrieb:
> In der Zeichnung ist alpha≈45°

Na wie du das jetzt aus der Zeichnung ohne Skalierung der Achsen 
ermittelt hast wäre echt mal spannend... ;)

Aber spinn den Faden mal weiter: für alle Alpha = 0...90° ist fx <= 0 
(wenn man die Pfeilrichtungen berücksichtigt), fn ist aber für alle 
Alpha = 0...90° definitiv >= 0.
Der Formel nach ist aber für für Alpha = 0 fn = fx, das passt aber 
nicht. ;)

: Bearbeitet durch User
von Gerd (Gast)


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Lenk nicht ab, das war eine Schätzung, ebenso wie ft>fn,
weil ft deutlich größer als fn ist.
Die Skalierung der Achsen ist in diesem Fall völlig unerheblich,
da die Vektoren ft und fn von den kartesischen
Basisvektoren linear abhängig sind.

Das lustige ist ja, dass man es in der Zeichnung sieht,
dass fx negativ ist.

Mach mal eine Zeichnung, wie es deiner Meinung nach aussehen sollte,
das würde mich mal wirklich interessieren.

von Gerd (Gast)


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Doch genauso passt es, weil fn bei alpha=0° die einzige Komponente ist,
die in x-Richtung zeigt.

von Frank M. (frank_m35)


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Michael Köhler schrieb:
> Ich sag ja auch nicht, dass die Formel nicht stimmt. Die Formel und die
> Zeichnung passen nur nicht zusammen. In der Zeichnung zeigt fx in
> negative X-Richtung. Der Formel nach muss fx aber in positive X-Richtung
> zeigen. Also entweder ist fx in der Zeichnung falsch eingezeichnet oder
> in der Formel fehlt ein Vorzeichen. Das ist der "Fehler" (besser:
> Unstimmigkeit).
> Ein Vektor ohne Angabe des Koordinatensystems ist im Prinzip immer
> unbrauchbar/nicht eindeutig. Wir gehen nur immer davon aus, wenn kein
> Koordinatensystem gegeben ist, dass das kartesische Koordinatensystem
> gilt.

1. In der Zeichnung ist f_x negativ, genauso wie in der Formel. Im 
Anhang sind ein paar Beispeilwerte. In Spalte B, Zeile 12 haben wir 
einen ungefähr zu zeichnung passenden Wert. (f_t doppelt so lang wie f_n 
und alpha ca 45 Grad). f_x ist negativ, genauso wie in der Zeichnung.
2. Die Zeichnungen haben ein Koordinatensystem. In a) ist es 
eingezeichnet. b) ist nur ein Ausschnitt von a) daher hat sich der Autor 
das einzeichnen eines Koordinatensystems in b) gespart um weniger 
Verwirrung durch unnötige Linien zu stiften.

von M. K. (sylaina)


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Gerd schrieb:
> Doch genauso passt es, weil fn bei alpha=0° die einzige Komponente ist,
> die in x-Richtung zeigt.

Eben, und fx zeigt entgegen der x-Richtung so wie es eingezeichnet ist.

Frank M. schrieb:
> In der Zeichnung ist f_x negativ, genauso wie in der Formel. Im
> Anhang sind ein paar Beispeilwerte.

Also fx ist mal positiv und mal negativ bei deinen Beispielwerten. Daran 
sollte nun der Fehler aber echt auffallen. Der Winkel wandert nur um 90° 
und dennoch dreht fx seinen Winkel um über 180°?

Frank M. schrieb:
> In der Zeichnung ist f_x negativ, genauso wie in der Formel.

Also ich schau noch mal bei Alpha = 0: fx zeigt in negative x-Richtung, 
fn (hat nur noch eine x-Komponente!) zeigt in positive x-Richtung. Der 
Formel nach kommt aber fx = fn (cos(0°)=1, sin(0°)=0) heraus, d.h. beide 
Vektoren zeigen in dieselbe Richtung.
Bei Alpha = 90: fx zeigt in negative Richtung, ft (hat nur noch eine 
x-Komponente) zeigt auch in negative Richtung. Der Formel nach kommt 
aber fx = -ft (cos(90°)=0, sind(90°)=1) heraus, d.h. die Vektoren zeigen 
in entgegengesetzte Richtungen.

von Gerd (Gast)


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nein, wenn alpha=0° zeigt fx in positive x Richtung.
f ist die SUMME aus ft und fn!
und ft und fn sind orthogonal (also senkrecht) zueinander.

von Frank M. (frank_m35)


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Michael Köhler schrieb:
> Also ich schau noch mal bei Alpha = 0: fx zeigt in negative x-Richtung [..]
> Bei Alpha = 90: fx zeigt in negative Richtung [..]
Die Argumentation ist falsch.
Wenn du Alpha änderst, drehst du f_x nicht. D.h. wenn du Alpha änderst 
kannst du über f_x vorerst gar keine Aussage machen. Die einzigen 
Vektoren die du drehst sind f_t und f_n. Aus diesen berechnest du dann 
den resultierenden Vektor f_x, der IMMER parallel zur x-Achse ist.

Nur anhand der Zeichnung argumentiert. Es interessiert uns die 
resultierende Kraft entlang der x-Achse:
Also Alpha = 0: f_n ist parallel zur x-Achse, f_t orthogonal und hat 
somit keine Komponente entlag der x-Achse --> es wirkt eine Kraft 
entlang der x-Achse (f_x) die identisch zu f_n ist ... stimmt mit der 
Formel überein.
Alpha = 90: f_n ist orthogonal zur x-Achse, d.h. die x-Komoponente von 
f_n ist 0. f_t ist parallel zur x-Achse --> f_x ist genau f_t ... stimmt 
mit der Formel überein.
Alpha = 45: sowohl f_t, als auch f_n haben eine x-Komponente ungleich 0. 
Da alpha = 45 Grad ist es genau die Hälfte. D.h wenn |f_n| = |f_t| ist 
ist f_x = 0, da f_n orthognal zu f_t steht und sich deren Kräfte 
aufheben ... stimmt mit der Formel überein.


Michael Köhler schrieb:
> Also fx ist mal positiv und mal negativ bei deinen Beispielwerten. Daran
> sollte nun der Fehler aber echt auffallen. Der Winkel wandert nur um 90°
> und dennoch dreht fx seinen Winkel um über 180°?
Ja und? Was ist daran falsch?
Du glaubst nicht, was ich auch noch machen kann:
überhaupt nicht durch drehen, sondern nur durch Längenänderung bin ich 
in der Lage, dass f_x sein Vorzeichen ändert!
Siehe Tabelle Zeile 9. Spalte B ist negativ, Spalte C und D plötzlich 
positiv, bei selbem Winkel! Wahnsinn :-)

: Bearbeitet durch User
von Gerd (Gast)


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Habs nochmal aufgemalt, vielleicht wirds dann klarer

von Frank M. (frank_m35)


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Gerd schrieb:
> Habs nochmal aufgemalt, vielleicht wirds dann klarer

Sei mir nicht böse, dass ich auch nochmal so was poste :-D
Hat aber so viel Spaß gemacht, da will ich das nicht unterschlagen ^^ Du 
warst einfach schneller.

(Den Vektor f muss man sich noch dazu denken, habe ich leider vergessen 
einzuzeichnen)

: Bearbeitet durch User
von M. K. (sylaina)


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Frank M. schrieb:
> Alpha = 90: f_n ist orthogonal zur x-Achse, d.h. die x-Komoponente von
> f_n ist 0. f_t ist parallel zur x-Achse --> f_x ist genau f_t ... stimmt
> mit der Formel überein.

Ich greif mal nur das auf, weil es da eindeutiger ist: Nach der Formel 
kommt da aber f_x = f_n * cos(90°) - f_t * sin (90°) = f_n  0 - f_t  1 
= - f_t raus. Da ist f_x mitnichten genau f_t nach der Formel sondern 
f_x = -f_t und das ist eben nicht richtig.

von Gerd (Gast)


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siehe unterste Zeichnung in meinem Bild:
alpha=90° fx=-ft

von Frank M. (frank_m35)


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Michael Köhler schrieb:
> Frank M. schrieb:
>> Alpha = 90: f_n ist orthogonal zur x-Achse, d.h. die x-Komoponente von
>> f_n ist 0. f_t ist parallel zur x-Achse --> f_x ist genau f_t ... stimmt
>> mit der Formel überein.
>
> Ich greif mal nur das auf, weil es da eindeutiger ist: Nach der Formel
> kommt da aber f_x = f_n * cos(90°) - f_t * sin (90°) = f_n  0 - f_t  1
> = - f_t raus. Da ist f_x mitnichten genau f_t nach der Formel sondern
> f_x = -f_t und das ist eben nicht richtig.

Ja sorry, da war ich in der Argumentation ungenau. Aber -f_t ist 
richtig. Nach Formel und Zeichnung (siehe Gerds Beitrag)

von M. K. (sylaina)


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Vielleicht hab ich was am Auge aber in der Zeichnung zeigen f_x und f_t 
bei 90° in die selbe Richtung, damit ist f_x = - f_t definitiv falsch.

von LostInMusic (Gast)


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@Michael Köhler:

Der Knackpunkt ist, die Bedeutungen der mathematischen Aussagen fx = ft 
und fx = -ft für das Pfeildiagramm richtig zu verstehen.

von Gerd (Gast)


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Ja, das kann sein, würd ich mal untersuchen lassen.

x ist nach rechts positiv und ft zeigt nach links,
erkennt man jeweils an der Pfeilspitze.
=> fx = -ft

von Gerd (Gast)


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Hab den hier vergessen: ;-)
ist nicht böse gemeint. ^^

von M. K. (sylaina)


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LostInMusic schrieb:
> @Michael Köhler:
>
> Der Knackpunkt ist, die Bedeutungen der mathematischen Aussagen fx = ft
> und fx = -ft für das Pfeildiagramm richtig zu verstehen.

Richtig. Steht da f_x = f_t bedeutet das mathematisch, dass die Pfeile 
in die selbe Richtung zeigen. Nach der Zeichnung ist das auch so. Dummer 
Weise sagt die Formel aber, dass f_x = - f_t ist was mathematisch 
bedeutet, dass die Pfeile in entgegengesetzte Richtung zeigen. Das ist 
ja das, was den TE verwirrt hat.

von M. K. (sylaina)


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Gerd schrieb:
> Hab den hier vergessen: ;-)
> ist nicht böse gemeint. ^^

Davon gehe ich auch aus ;)

von Frank M. (frank_m35)


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Michael Köhler schrieb:
> Vielleicht hab ich was am Auge aber in der Zeichnung zeigen f_x und f_t
> bei 90° in die selbe Richtung, damit ist f_x = - f_t definitiv falsch.

Jetzt check ich dein Problem.

Korrekterweise heißt es:
Da ist keine Richtung mehr drin, außer im Winkel da nur mit dem Betrag 
der Länge des Vektors gerechnet wird.
Du hast recht, bei 90° zeigt f_t nach links dann sieht der Vektor bspw 
so aus:
dessen Länge ist aber einfach

Mit der Formel aus der Aufgabe berechnet man dann die x bzw. 
y-Komponente des Vektors ausführlich

Zu Beginn des Buches wird sicherlich die Schreibweise der Vektoren 
erläutert worden sein. D.h. Vektor mit Pfeil drüber, Länge des Vektors 
ohne Pfeil, Komponenten des Vektors mit kleingeschriebenen x,y und z. 
Denn so wird es in der Zeichnung und Formel gehandhabt.
Also bleibt es dabei, es ist richtig was im Buch steht.

: Bearbeitet durch User
von M. K. (sylaina)


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Frank M. schrieb:
> Jetzt check ich dein Problem.
>
> Korrekterweise heißt es:
>…

Eben, in diesem Falle würde also die Betragsstriche um f_n und f_t 
fehlen was ja wieder ein Fehler wäre. Wie schon gesagt, was genau falsch 
ist wird man wohl nur erfahren, wenn man den Autor fragt. Es ist auf 
jeden Fall nicht eindeutig und kann unterschiedlich interpretiert 
werden. Daher kommt ja auch unsere Diskussion weil wir alle es 
unterschiedlich interpretieren.

von Gerd (Gast)


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Ich weiß jetzt glaub ich auch was du meinst.
Du sprichst von dem Vektor f_x aus dem ersten Bild.
Dieser zeigt immer in Richtung der x-Komponente vom Vektor f,
dann sind der Vektor f_x und der Vektor f_t bei alpha=90° natürlich 
gleich.

Der Skalar fx aus der Formel beschreibt aber die Richtung des
resultierenden Vektors f_x bzgl. der kartesischen Basis wie zu sehen in 
Bildteil a). Ebenso ist ja der Skalar ft nicht der Vektor f_t, sondern 
dessen Norm, bzw. "länge", bei f_n analog.

Also sagt die Formel nicht f_x = -f_t,
sondern f_ex = - ||f_t|| (<=> fx=-ft), wobei f_t und f_x Vektoren sind 
und f_ex das Skalarprodukt von f_x und e_x (=fx), mit e_x der 
Einheitsvektor in x-Richtung, also (1 0)^T.
Und da der Vektor f_x bei alpha=90° gerade (-||f_t|| ||f_n||)^T ist,
so ist f_x*e_x = (-||f_t|| 0) und damit
f_ex = fx = -||f_x*e_x||
=-||(-||f_t|| 0)^T|| = -||-sqrt(f_t^2)||=-||f_t|| = -ft
<=> fx = -ft

von Frank M. (frank_m35)


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Michael Köhler schrieb:
> Eben, in diesem Falle würde also die Betragsstriche um f_n und f_t
> fehlen was ja wieder ein Fehler wäre. Wie schon gesagt, was genau falsch
> ist wird man wohl nur erfahren, wenn man den Autor fragt. Es ist auf
> jeden Fall nicht eindeutig und kann unterschiedlich interpretiert
> werden. Daher kommt ja auch unsere Diskussion weil wir alle es
> unterschiedlich interpretieren.

Du bist ganz schön hartnäckig :-)
Für mich ist da nichts falsch und ich bezweifle, dass der TS daran 
gescheitert ist.

Zudem ist es in wissenschaftlichen Büchern üblich, dass jeder Autor 
seine eigene bevorzugte Schreibweise für Vektoren und Indizes verwendet 
und sich nicht an die 'umständliche' 'Schulschreibweise' hält. Das führt 
oft dazu, dass die Mitte eines Buches oft vollkommen unverständlich ist, 
ohne die davorgehenden Kapitel gelesen zu haben in denen erwähnt wurde 
was wie an Zeichen eingespart wurde, da es in diesem Zusammenhang ja 
'offensichtlich' ist.
Gerd hat es sogar noch korrekter geschrieben, mit der Norm.

In diesem Fall ist aber eindeutig was ein Vektor ist und was keiner ist. 
Halbwegs eindeutig ist, was eine Komponente eines Vektors ist und was 
dessen Länge ist. Und Text gibt es ja auch noch, bei dem vermutlich die 
Formel noch etwas erläutert wird.

von Christian L. (cyan)


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Ahh, hier hin ist der Thread verschwunden.

Ich denke die Verwirrung kommt daher, dass wir die Zeichnung b anders 
interpretiert haben. Ich, und wahrscheinlich auch Michael, haben den 
Vektor fx für die Definition des allgemeinen Vektors gehalten. Sprich in 
dem Fall zeigt fy in y-Richtung und fx in die negative x-Richtung. 
Tatsächlich zeigt die Zeichnung aber das Resultat der Kraftkomponente in 
x-Richtung. Dann passen natürlich Formel und Zeichnung wieder zusammen.

von M. K. (sylaina)


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Gerd schrieb:
> Der Skalar fx aus der Formel beschreibt aber die Richtung des
> resultierenden Vektors f_x bzgl. der kartesischen Basis wie zu sehen in
> Bildteil a). Ebenso ist ja der Skalar ft nicht der Vektor f_t, sondern
> dessen Norm, bzw. "länge", bei f_n analog.

Da muss ich ein wenig widersprechen.

Wie kommst du darauf, dass ft ein Skalar ist. Dazu mal etwas aus deinem 
ersten Beitrag:

Gerd schrieb:
> Dieser Vektor f lässt wird nur durch ft und fn beschrieben,
> also vermutlich in natürlichen koordinaten, daher die indizes.

Das möchte ich auch noch mal auffassen. Also das t steht für Tangential 
und das n für Normal. Ist dir das in Zeichnung a eingezeichnete dA 
aufgefallen? Es geht hier um eine Fläche auf die die Kraft wirkt. Das 
hat nix mit natürlichen Koordinaten zu tun sondern mit dem 
maxwell'ischen Spannungsvektor zu tun den man u.a. im Magnetfeld 
antrifft. Also nix mit "natürlichen Koordinaten" ;)

Zu beachten ist hierbei der Sonderfall Alpha = 90°, da ist es IMO am 
besten zu sehen da f_t dabei nur eine x-Komponente hat und die 
y-Komponente eh 0 ist. ;)

Frank M. schrieb:
> Du bist ganz schön hartnäckig :-)

Das liegt an meinem Mathe-Prof. Der hat uns Studenten bei solchen 
Spitzfindigkeiten regelmäßig auseinander genommen. Und das hier ist ja 
ein Beispiel für eindeutige Uneindeutigkeit: Auf der einen Seite der 
Gleichung ist ein Komponente eines Vektors, auf der anderen Seite sind 
die Beträge der Vektoren gemeint? Im Text wird aber auch nur von 
Komponenten geredet, dort steht nämlich:

>> … b Kraftdichtekomponente ft und fn sowie fx und fy

Es ist nicht eindeutig. ;)

Was der TE genau nicht verstanden hat können wir nicht wissen. Ich denke 
mal er hat in die Gleichung verschiedene Alpha eingesetzt und geschaut 
was bei rum kommt. Und es verwirrte ihn, dass bei Alpha = 90° fx = -ft 
heraus kommt wo er in Zeichnung doch sieht, dass beide dann gleich sein 
müssten da ft dann gar keine y-Komponente mehr besitzt. Also zumindest 
hab ich das so gemacht und das ist nicht verwerflich. Es zeigt nur, das 
irgend etwas nicht eindeutig ist.

von LostInMusic (Gast)


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Es ist alles völlig eindeutig, die Formeln sind korrekt und sie passen 
zum Diagramm. Und irgendeine Interpretation von fn und ft als Längen von 
Vektoren (statt Koordinaten) ist auch nicht nötig, bzw. wäre sogar 
falsch.

Das einzige, was man hier kapieren muss, ist die genaue Bedeutung von fn 
und ft, insbesondere wann fn > 0 ist, und wann < 0, und wann ft > 0 ist 
und wann < 0.

>Also das t steht für Tangential und das n für Normal.

So ist es. Die Gleichungen beschreiben eine Koordinatentransformation, 
und zwar die zwischen dem natürlich-lokalen (d. h. am Raumpunkt 
orientierten und mit diesem mitbewegten) System, in dem der f-Vektor die 
Koordinaten fn und ft hat, und einem globalen xy-System, in dem derselbe 
f-Vektor die Koordinaten fx und fy hat. Beide Systeme sind kartesisch, 
aber sie sind zueinander um dem Winkel alpha verdreht.

>Steht da f_x = f_t bedeutet das mathematisch, dass die Pfeile
>in die selbe Richtung zeigen.

Nein. fx = ft bedeutet garnichts, weil fx und ft Koordinaten (zwar 
einunddesselben Vektors, aber) in verschiedenen Systemen sind.

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