) Gót = 0,
nge durch
izontal be-
all des in-
hwerpunkt
Maximum
einert man
= 0 durch
0 bringen,
ichgewicht
tential ein
dens. Es
en Drucke,
hgewichts-
1 durch die
ei welcher
rnoch um
ie Compo-
dlich Xds,
les Fadens
' virtuellen
t dann die
jy + Z0z).
r, dass das
also zu den
1 über den
partiell zu
zu ordnen.
Gleichgewicht eines Fadens. 63
süámmtlich willkürlich, man kann z. B. alle bis auf eins gleich Null setzen, und
es muss daher dessen Faktor, und in analoger Weise alle andern Faktoren für
sich verschwinden. Man erhält somit die neun Gleichungen:
dx dy dz
n-(x)-9 n-(2) = lm)
dx dy dz
X; + (x 2) = 0, Y, + (x 2) - 0, Ze + (x A) - 0,
d d
xis — a.) 0 vas — (A2) — o zia) -o (88)
(37)
ds ds
von denen die sechs ersten die Grenzbedingungen, die drei letzten die Haupt-
gleichungen des Problemes darstellen. Es ergiebt sich nun auch unmittelbar die
physikalische Bedeutung des Multiplicators A. Es ist nàmlich XZs die X-Com-
ponente der auf 4s wirkenden äusseren Kraft, es muss also d (Adx/ds) die jener
Kraft das Gleichgewicht haltende .X-Componente der Spannung von Zs sein.
Diese X-Spannung ist nun das Resultat des Umstandes, dass die + X-Spannung
an dem einen Ende von ds etwas grösser ist, als die — X-Spannung am
anderen Ende und zwar um das Differential der letzteren. Die X-Componente
der Spannung in einem Punkte des Fadens ist also — AZx/Zs und folglich die
gesammte Spannung in diesem Punkte gerade — A. Man erkennt wieder auf's
Deutlichste die physikalische Bedeutung der LAGRANGE'schen Methode: Der Faden
kann sich nicht ausdehnen, dieser Zwang ruft Spannung hervor und diese Spannung
findet ihr Maass in dem LAGRANGE'schen Multiplikator.
Schreibt man jetzt S für À und führt die zweiten Glieder der Gleichung (38)
aus, so erhält man
f
Yds + qst s sati —0, (39)
dz
Zds-- dst --- S47- == 0.
Diese drei Gleichungen sind unmittelbar geeignet, um die.beiden gestellten
Aufgaben zu lósen. Multiplicirt man die erste derselben mit Zy/4s, die zweite
mit Zx/ds und zieht die zweite von der ersten ab, so heben sich die mittleren
Glieder fort; bringt man dann die letzten Glieder nach rechts und dividirt die
ganze Gleichung durch den Faktor von .S, so erhült man einen der Spannung S
gleichgesetzten Bruch. Zwei ebensolche Brüche erhält man aber auch, wenn
man die analoge Operation mit der zweiten und dritten, sowie mit der dritten
und ersten der Gleichungen (39) ausgeführt, man kann also alle drei Brüche
einander gleich setzen und findet:
dy dx dz dy dx
Ex Yos Yd d £5 xe (40)
dx dy dy d dy ds de ty "ds d dx dec
ds ds ds ds ds “ds ds” ds ds ds ds ds
Dies sind die beiden Gleichungen der Curve, welche der,Faden bildet. :
Es handelt sich nun noch um die Ermittelung der Spannung. Multiplicirt
dx ‘dy A
man nun die Gleichungen (39) resp. mit P 45 47. und addiert sie, erwágt man,
dass das zweite Glied verschwindet, weil der Faktor von Z5
m dx gi dy dz dz dx dy? dz\*| _
d di der a (2) +(2) + (5) y=