Ueber die Gleichung: Au -f- & 2 w = 0.
d^w
Macht man nun clen Ansatz
w = 2 • sin (f ~~ tn ) = 2 n Un • sin “
X n
so erhält man für u n (x) die Differentialgleichung
d / du„
dcc \ P ~dx) + x n * Un ~~ 0;
welche in dem speciellen Falle, wo p und p constant sind,
die Form
d*u„
“f- kn M n == 0
annimmt. Letztere Form tritt auch auf beim Problem der
Luftschwingungen (siehe unten), sofern die Bewegung nur
parallel der ic-Axe erfolgt, also etwa bei den Schwingungen
der Luft in einer unendlich dünnen Röhre. Dabei kann x
aber auch die längs irgend einer Curve gemessene Bogen
länge sein, da die Gleichung unverändert bleibt, wenn die
Röhre beliebig gekrümmt ist. Denselben Fall unter Be
schränkung auf eine ebene Curve kann man sich übrigens
auch bei der Saite dadurch realisirt denken, dass dieselbe
über eine Cylinderfläche ausgespannt ist, welche so glatt ist,
dass die Reibung die transversalen (d. h. den Erzeugenden
der Fläche parallelen) Schwingungen der Saite nicht hemmt.
Das einfachste und zur Veranschaulichung geeignetste
Beispiel, bei welchem eine der Differentialgleichung
Au ~{-k 2 u = 0
genügende Function von zwei Veränderlichen vorkommt, bieten
die transversalen Schwingungen einer gespannten Membran dar.
Die Membran liege, wenn sie sich in ihrer Ruhelage be
findet, in der X Y-Ebene und besitze die Flächendichtigkeit p,
während sonst die eben eingeführten Bezeichnungen beibe
halten werden. Dann ist die kinetische Energie
T =J f Y P (H) 2 dxd y>