311. Beispiele
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Bei der verkürzten Zykloide kann die Frage nach der Fläche S 0
einer Schleife interessieren. Bezeichnet u 0 den Wälzungswinkel, nach
welchem der erste Knotenpunkt erreicht wird — man findet ihn aus der.
i Gleichung 0 = au 0 — b sin u 0
— so hat man dafür den Ansatz
Mo
$ 0 = 2 J*(a — b cos uf du;
o
die weitere Ausführung unter Benutzung der obigen Gleichung gibt
Sq — b sin u 0 P a a — (a — b cos w 0 )J •
Beispielsweise ist bei b — 2a
S 0 = 16 a 2 sin ^ cos 3 ,
wobei u 0 die Wurzel der Gleichung
w 0 = 2 sin u 0
bedeutet; mit Hilfe der Tabelle der Bogenmaße der Winkel und der Ta
belle der trigonometrischen Zahlen ergibt sich
u 0 = 1,8954 entsprechend 108° 36',
und damit berechnet sich S 0 = 2,5818 a 2 .
5. Quadratur des Maltakreuzes. In der später (314, 2.) darzulegen
den Weise geht aus einer gemeinen Zykloide die mit dem obigen Namen
belegte Kurve hervor. Ist c der Radius des rollenden Kreises, so lauten
ihre parametrischen Gleichungen:
X = c cos z?(l -f- sin 2 v)
y — — c sin V COS 2 fl.
Durch Anwendung der Quadraturformel (5) mit dem Integrations
intervall ^0, y) ergibt sich ein Viertel der von der Kurve umschlossenen
Fläche, nämlich
7t 71
Y Y
c 2 j sin 2 fl cos 2 fl(3sin 2 fl— l)dv — c 2 J^(— sin 2 fl -f 4sin 4 fl — 3sin 6 fl)i2fl = ^|-,
o
» so daß die ganze Fläche ausmacht.
O