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Elftes Kapitel: Auswertung von Integralen.
(2)
dF
d cp
= i r2 , d- F = \Jr 2 d<p ,
wo 7’ die durch (1) gegebene Funktion von cp ist. Die Fläche wird
positiv gerechnet, wenn die Amplitude von a bis zum Endwert cp zu
nimmt. Die Formel dF = ±r 2 dcp besagt, daß die unendlich kleine
Fläche OFF' durch den Kreissektor OPQ ersetzt werden darf,
ähnlich wie auf S. 229 durch ein Rechteck. Die Kurve wird also
durch eine Treppe ersetzt, deren Stufen aus unendlich kurzen
Kreisbogen und unendlich kurzen Stücken der Radienvektoren ge
bildet werden.
1. Beispiel: Bei der logarithmischen Spirale r
ist nach (2):
<p <p
a e c<p , vgl, S. 355 u. f.,
F =iJa 2 e 2c(p dcp= f j e 2ccp dcp
Macht man die Substitution 2ccp — x, wobei dcp = dx:2c wird und die
Grenzen durch 2ca und 2c(p zu ersetzen sind, so kommt:
2 c(p
a /9m 2 ca\
F
- PL f
4c /
er dx — " {e 2c<p — e~
4c
2 ca
Bedeutet t den konstanten Winkel in Fig. 239, S. 356, so ist tg t = 1 : c. Sind
r 0 und r x der Anfangs- und Endradiusvektor, so wird F = — r 0 2 )tgt.
Legt ein Mobil in der Zeit t den Weg s zurück, so daß ds:dt
seine augenblickliche Geschwindigkeit v ist, so ist seine durch
schnittliche oder mittlere Geschwindigkeit im Intervall
von t 0 bis nach S. 265 gleich dem in diesem Zeitabschnitt zurück
gelegten Weg s x — s 0 , dividiert mit der dazu gebrauchten Zeit
t 1 — ¿ 0 . Aber der Begriff dieses Mittelwertes hängt nach S. 252
wesentlich davon ab, daß die Zeit als unabhängige Veränderliche
gewählt wird. Nimmt man dagegen den Weg als unabhängige Ver
änderliche, so hat man sich vorzustellen, der Weg sei in unendlich
kleine gleichlange Teile zerlegt, und es werde das Mittel aus den
Geschwindigkeiten in den Teilpunkten gesucht. Dann ergibt sich
nach Satz 52, S. 251, der Wert:
(3)
ö i
—-L
S 1 s o J
ds oder
°l
— f V
h - So J
2 dt.
Denn wenn man die Zeit t als neue Veränderliche einführt, muß
man wegen v — ds: dt das Differential ds durch vdt ersetzen.