| Aufgaben zur elektrischen Feldstärke :: Berechnung der elektrischen Feldstärke |
| Autor |
Nachricht |
Meddoc
Anmeldedatum: 22.08.2010 Beiträge: 43
|
Verfasst am: Mo Aug 30, 2010 10:24 pm Titel: Delta = d? |
|
|
Hi Team,
Wofür steht eigentlich dieses d in folgender Formel:
ich dachte bisher immer es steht für delta....bis ich die Formel für C gefunden habe,
wo man mit d rechnen muss. Weiß jemand wofür das d in der ersten Formel steht und wenn es für delta steht, weiß ich nicht wieso man kein delta-zeichen macht. Vollkommen verwirrt bin ich jetzt, da ich die Formel für den elektrischen Schwingkreis gesehen habe:
wofür steht denn nun das d? kann man delta ins quadrat rechnen?
Hilfe..
gruss und danke |
|
| Nach oben |
|
 |
Hausmann
Anmeldedatum: 04.11.2009 Beiträge: 635
|
Verfasst am: Mo Aug 30, 2010 10:46 pm Titel: |
|
|
| Sagt Dir (Zeit-)Ableitung, Differentialquotient und so'n Kram was? mfG |
|
| Nach oben |
|
 |
Meddoc
Anmeldedatum: 22.08.2010 Beiträge: 43
|
Verfasst am: Mo Aug 30, 2010 10:50 pm Titel: |
|
|
| nein. Bisher habe ich d immer für Delta benutzt. |
|
| Nach oben |
|
 |
Hausmann
Anmeldedatum: 04.11.2009 Beiträge: 635
|
Verfasst am: Mo Aug 30, 2010 11:00 pm Titel: |
|
|
Wenn man sehr kleine / kurzzeitige Änderungen betrachtet, kommt man im Prinzip vom Quotienten dieser Differenzen solchen Ausdrücken.
Ich verstehe jedoch nicht, wie Du damit schon vorzeitig konfrontiert wirst. mfG |
|
| Nach oben |
|
 |
Meddoc
Anmeldedatum: 22.08.2010 Beiträge: 43
|
Verfasst am: Mo Aug 30, 2010 11:03 pm Titel: |
|
|
Ich kenne mich bisschen aus mit Integral und Differential. Jedoch wusste ich nicht das d für Differential gegen null steht...
Meinst Du mit "sehr kleine Änderungen" ein Delta? Also eine Änderung, nur eben eine sehr kleine?
Wie rechne ich denn konkret mit diesen Formeln wo d vorkommt? Konfrontiert werde ich damit leider im Studium. mfG
In einem Lehrbuch steht über die Winkelgeschwindigkeit:
w= Delta phi / Delta t
in Wikipedia steht über die selbe Winkelgeschwindigkeit:
w= d phi / d t
Ich weiß dass die Geschwindigkeit die erste Ableitung der Strecke durch die erste Ableitung der Zeit ist. Aber wie um alles in der Welt kommt das Delta in das Lehrbuch? Mit welcher Formel rechne ich?
Ebenfalls verschieden sind folgende Formeln
Beim Induktionsgesetz sagt mein Skript:
U(ind) = -(d phi / d t) = Delta phi / Delta t) das einzige was sich verändert hat ist das Vorzeichen. Kann sein, dass das mit dem Vorzeichen ein Fehler war, denn in einem anderen Skript steht:
U(ind) = -(Delta phi / Delta t)
Wo liegt der Zusammenhang zwischen d und Delta? |
|
| Nach oben |
|
 |
Hausmann
Anmeldedatum: 04.11.2009 Beiträge: 635
|
Verfasst am: Di Aug 31, 2010 12:23 am Titel: |
|
|
Hallo!
| Meddoc hat Folgendes geschrieben: | | Ich kenne mich bisschen aus mit Integral und Differential. |
Bei der Einführung wird eigentlich deutlich, wie zum Beispiel aus de Sekante durch P(1;1) und Q(x;y) der Parabel y = x² mit Annäherung Q -> P die Tangete an P entsteht. Rechnerisch Anstieg Dy / Dx = (x² - 1) / (x - 1) -> f ' (1) = 2; wofür man formal auch dy / dx schreibt.
mfG |
|
| Nach oben |
|
 |
Meddoc
Anmeldedatum: 22.08.2010 Beiträge: 43
|
Verfasst am: Di Aug 31, 2010 12:34 am Titel: |
|
|
Okay, also steht das d für die Ableitung, sprich die maximal kleine Differenz Delta?
Dabei kann Delta geschrieben werden und mit der Different Delta gerechnet werden und formal eben d.
Danke für die doch recht späte Hilfe an diesem Abend  |
|
| Nach oben |
|
 |
Fritz
Anmeldedatum: 12.07.2009 Beiträge: 1406
|
Verfasst am: Di Aug 31, 2010 12:42 am Titel: |
|
|
Hallo
| Zitat: |
Ich weiß dass die Geschwindigkeit die erste Ableitung der Strecke durch die erste Ableitung der Zeit ist. |
Nein, das hast du falsch verstanden. Die Geschwindigkeit ist die erste Ableitung der Strecke nach der Zeit.
Man könnte auch sagen, die Geschwindigkeit ist die momentane zeitliche Änderung der Strecke.
Wenn du den Lauf eines Skiläufers genau analysieren willst könntest du zb. alle 50m eine Lichtschranke anbringen, wenn du jeweils die Zeit misst, die der Skiläufer zwischen den Messpunkten benötigt kannst du für jeden 50m Abschnitt eine mittlere Geschwindigkeit errechnen:
v=Δx/Δt
Das nennt man Differenzenquotient, da Differenzenen dividiert werden.
Wenn du aber stattdessen 10m Abschnitte verwendest wird die Sache etwas genauer, Δx und Δt werden kleiner.
Trotzdem könnte es passieren, dass der Skifahrer genau zwischen 2 Messpunkten einen Sturz baut und erst wieder Schwung holen muss. Dann besitzt die Durchschnittsgeschwindigkeit in diesem Abschnitt natürlich kein Aussagekraft über den Lauf. Du müsstest also die Messpunkte immer näher aneindander rücken, bis Δx und Δt unendlich klein werden. Die Division der beiden macht aber (meißt) trotzdem Sinn.
Man spricht dann vom Differential. Genau genommen ist also
v=dx/dt
gesprochen: 'de ix nach de te'
und nicht Δx/Δt
Für einen mathematisch nicht begeisterten Menschen mag dies nur von theoretischem Interesse sein, da man ja de facto nicht unendlich viele Lichtschranken aufstellen kann also begnügt man sich meißt wenn es um die numerische Auswertung von Differentialen geht mit dem Differenzenquotienten und wählt eben Δx genügend klein.
Für dich aber eröffnet dieses Differential ganz neue Möglichkeiten, da es bei mathematischen Funktionen sehr wohl möglich ist dieses Differential zu berechnen. Dies nennt man dann Differentialrechnung oder schlicht 'ableiten', die jeder Schüler mit Reifezeugnis beherrschen sollte, auch wenn offensichtlich nicht allen Schülern bewusst ist was sie da eigentlich berechnen.
Will man nun zb. die Beschleunigung berechnen muss man die Geschwindigkeit noch einmal nach der Zeit ableiten also:
a=dv/dt
Das entspricht auch der 2-fachen Ableitung der Strecke was man auch so schreibt:
a=d²x/dt²
gesprochen: 'de 2 ix nach de te quadrat'
Das darf man aber nicht wirklich als Quadrat auffassen, es soll nur die 2-fache Ableitung ausdrücken.
Ist das jetzt klarer?
mfg Fritz |
|
| Nach oben |
|
 |
Meddoc
Anmeldedatum: 22.08.2010 Beiträge: 43
|
Verfasst am: Di Aug 31, 2010 12:54 am Titel: |
|
|
Okay, danke für die Korrektur.
So ähnlich habe ich mir das gedacht wenn ich schreibe: d entspricht einem unendlich kleinen Delta.
Qc/C=Uc=-L dl/dt=-L d²Qc/dt²
1. bedeutet dieses d² also die zweite Ableitung der Ladung (am Kondensator) geteilt durch die zweite Ableitung der Zeit?
Vielleicht wärst Du so gut und würdest mir diese Gleichung in Worte fassen, genauso anschaulich wie das mit dem Skiefahrer.
2. Was die in meinem obigen Post angegebenen Unterschiede in den Formeln angeht, so habe ich denk ich verstanden: Oft genügt es mit einer mittleren Differenz zu rechnen (einem mittleren Abstand, Delta) und es ist nicht zwingend nötig die Ableitung als unendlich kleinen Abstand Delta zu wählen. Oder?
mfG und danke |
|
| Nach oben |
|
 |
Fritz
Anmeldedatum: 12.07.2009 Beiträge: 1406
|
Verfasst am: Di Aug 31, 2010 10:01 am Titel: |
|
|
| Zitat: |
1. bedeutet dieses d² also die zweite Ableitung der Ladung (am Kondensator) geteilt durch die zweite Ableitung der Zeit? |
Nein, eine Ableitung ist
d(was ich ableiten will)/d(nach was ich ableiten will)
ein d(irgendwas) alleine ist gar nichts das ist eine unendlich kleine Zahl die für sich genommen keine Bedeutung hat. Erst wenn man ein d durch ein anderes d dividiert hat das Ergebnis einen Sinn.
Für deinen Fall des Schwingkreises gilt also:
Die Spannung am Kondensator entspricht der 2.Ableitung der Ladung am Kondensator (mal -L)
Das '-' ist übrigens kein Rechenfehler sondern resultiert aus den Kirchhoff'schen Regeln. (Der Strom der aus dem Kondensator herausfließt, fließt in die Spule hinein.)
Wenn du nun noch die Ladung auf die Spannung umwälzen kannst hast du eine schöne Differentialgleichung, eine Schwingungsgleichung noch dazu.
zu 2.:
Ja, bei nummerischen Berechnung kann man das so machen, man muss aber beachten, dass die Sache immer ungenauer wird je größer die Δ gewählt werden. In deinem Fall ist das aber nicht angebracht, das muss man analytisch lösen.
mfg Fritz |
|
| Nach oben |
|
 |
Meddoc
Anmeldedatum: 22.08.2010 Beiträge: 43
|
Verfasst am: Di Aug 31, 2010 11:33 am Titel: |
|
|
Okay, denke ich verstehe.
Als Beispiel sollen folgende willkürliche Zahlen dienen:
Q(t) = 5t
t = 10sek
L = 1
In der Formel:
- 1 * 0 / 10
oder was passiert mit der Zeit? Tut mir leid, das ist für mich ziemlich Neuland.
Gruss und danke |
|
| Nach oben |
|
 |
Fritz
Anmeldedatum: 12.07.2009 Beiträge: 1406
|
Verfasst am: Di Aug 31, 2010 12:27 pm Titel: |
|
|
Nein, das ist Käse.
Vielleicht ist es besser wir fangen mal mit einem einfacheren Beispiel an.
nehmen wir zb. die Geschwindigkeit:
v=dx/dt
angenommen wir kenn x als Funktion von t:
x(t)=3*t^2
(Anmerkung auf Einheiten wird im folgenden verzichtet)
Wenn man davon das t-s-Diagramm zeichnet erhält man eine Parabel. Das entspricht einer konstanten Beschleunigung.
Wenn wir jetzt zb. die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt t=1 berechnen wollen, können wir zb. sagen, wir nehmen t1=1 und t2=1.1.
Δt ist also 0.1
Wenn wir jetzt die beiden Zeiten einsetzen erhalten wir:
x1=3*1²=3
x2=3*1.1²=3.63
Δx ist also x2-x1=0.63
Bilden wir jetzt den Division Δx/Δt erhalten wir eine mittlere Geschwindigkeit für den Abschnitt:
Δx/Δt=0.63/0.1=6.3
Das gleiche können wir nun für jeden 0.1 Abschnitt machen und erhalten so eine Folge von Geschwindigkeiten, wenn wir den Abschnitt immer kleiner wählen, erhalten wir immer mehr Geschwindigkeitswerte, die immer näher beieinander liegen.
Wie könne aber auch die Ableitung symbolisch bilden, so erhalten wir keine Datenpunkte sondern wieder eine Funktion von t.
Also:
x(t)=3*t^2
bilden wir jetzt die Ableitung nach t: dx(t)/dt
Die Ableitungsregeln besagen, dass ein konstanter Vorfaktor erhaltenbleibt, bei einer Potenzfunktion wird der Exponent nach vorne geschrieben und im Exponenten um 1 reduziert, also:
dx(t)/dt = 3 * 2* t^1 = 6*t
Nun haben wir eine Funktion für die zeitliche Ableitung des Weges also die Geschwindigkeit:
v(t)=6*t
wir müssen also jetzt nicht mehr in jedem Punkt einen Differenzenquotienten bilden sonden können einfach in die Funktion einsetzen.
Berechnen wir die Geschwindigkeit im Punkt t=1 neu:
v(t=1)=6*1=6
Jetzt wissen wir also, dass die Geschwindigkeit die vorher berechnet haben etwas ungenau war, das Δt war also zu groß gewählt.
Wollen wir jetzt auch noch eine Funktion für die Beschleunigung haben müssen wir nochmal ableiten:
a=dv(t)/dt=6 * 1 * t^0 = 6
Plötzlich ist das t verschwunden, die Beschleunigung hängt also nicht mehr von der Zeit ab sondern ist immer konstant 6. (Wie ja oben schon angedeutet.)
So viel erst mal noch zum Differentialbegriff.
Das ganze Spielchen geht aber nur bei bekannten Funktionen. Das was du da oben hast ist ein Gleichung. Eine Differentialgleichung um genau zu sein.
Diese Gleichung will gelöst werden. Einfach irgendwelche Zahlen einsetzen ist also nicht.
Die darin vorkommenden Funktionen sind noch unbekannt und können deshalb auch nicht direkt abgeleitet werden.
Ob es nun deine Aufgabe ist diese Diff-Gleichung zu lösen kann ich dir nicht beantworten.
Verrate uns mal was das Ziel des Ganzen ist.
mfg Fritz |
|
| Nach oben |
|
 |
Meddoc
Anmeldedatum: 22.08.2010 Beiträge: 43
|
Verfasst am: Di Aug 31, 2010 12:47 pm Titel: |
|
|
Erstmal danke, das mit der Geschwindigkeit und der Beschleunigung hat geholfen. Vorallem weiß ich jetzt was dieses d bedeutet wenns 2 mal im Bruch vorkommt. Nämlich nichts anderes als f'
Das Ziel ist: Ich möchte diese Gleichung verstehen und an einem konkreten Beispiel Uc ausrechnen können.
herzlichst, Meddoc |
|
| Nach oben |
|
 |
GvC
Anmeldedatum: 22.02.2009 Beiträge: 1361
|
Verfasst am: Di Aug 31, 2010 1:01 pm Titel: |
|
|
| Nein, nicht das d bedeutet die Ableitung der Funktion, sondern das d/dt bedeutet die zeitliche Ableitung der Funktion, die nach dem Operator d/dt steht. |
|
| Nach oben |
|
 |
Meddoc
Anmeldedatum: 22.08.2010 Beiträge: 43
|
Verfasst am: Di Aug 31, 2010 1:09 pm Titel: |
|
|
| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Nein, nicht das d bedeutet die Ableitung der Funktion, sondern das d/dt bedeutet die zeitliche Ableitung der Funktion, die nach dem Operator d/dt steht. |
das meinte ich:
ds/dt = f'(s) = t
Am besten währe mal eine Aufgabe nach folgendem Schema:
Berechnen sie Uc mit der Formel: Uc =-L*(d²Qc/dt²)
Daran würde ich es glaub verstehen. mfG |
|
| Nach oben |
|
 |
|
|
|