I]
A,
remet mpm x
P were
62 Gleichgewicht eines Fadens.
Gewicht G des Kórpers und die Coordinate & des Schwerpunktes einführt, Gt — 0,
also 8£— 0 schreiben. Diese Gleichung sagt aus, dass beim Durchgange durch
das Gleichgewicht der Schwerpunkt sich in gleicher Hóhe, d. h. horizontal be-
wegt. Dies ist nun moglich 1, wenn überhaupt {= constant ist: Fall des in-
differenten Gleichgewichtes; 2. wenn { ein Minimum ist, also der Schwerpunkt
seine tiefste Lage einnimmt: labiles Gleichgewicht, und 3., wenn { ein Maximum
ist, also der Schwerpunkt seine höchste Stellung einnimmt. Verallgemeinert man
jetzt die Betrachtung, so kann man die Gleichung Z(Xöx + Yöy + Zöz)= 0 durch
Einführung des Potentials / der wirklichen Kráfte in die Form 8 7 — 0 bringen,
und gelangt dann zu dem wichtigen Resultat, dass beim stabilen Gleichgewicht
eines Körpers unter der Wirkung irgend welcher Potentialkráfte das Potential ein
Maximum ist.
Gleichgewicht eines biegsamen, unausdehnbaren Fadens. Es
handelt sich darum, die Spannungen in dem Faden, d. h. die negativen Drucke,
welche seine Theile auszuhalten haben, hauptsächlich aber seine Gleichgewichts-
figur zu finden. Physikalisch ist die letztere Anfgabe nach dem obigen durch die
Angabe gelöst, dass der Faden diejenige Gestalt annehmen muss, bei welcher
sein Schwerpunkt möglichst tief liegt, und es handelt sich hiernach nur noch um
die mathematische Lösung.
Es seien x,yızı und x,ya%za die Coordinaten der Endpunkte, die Compo-
nenten der auf diese wirkenden Kräfte X,Y,Z, und X,Y,Z,, endlich Xds,
Yds, Zds die Componenten der auf ein beliebiges Bogenelement des Fadens
wirkenden Kraft. Die Grósse, welche alsdann nach dem Princip der virtuellen
Verrückungen [Gleichung (6), pag. 47] gleich null zu setzen ist, enthált dann die
folgenden Glieder:
X9
X,0x,-- Y,8y,-- Z,02, + X30x5 -- Y,8y, 4- Z,02, 2- [ds (X0x -- Vày + Zóz).
X1
Nun ist aber das System einer Bedingung unterworfen, nämlich der, dass das
Bogenelement Zs von unveründerter Lánge bleiben muss. Man muss also zu den
obigen noch das mit dem LacRANGE'schen Faktor A multiplicirte und über den
ganzen Faden integrirte Glied 87s, d. h. den Ausdruck
x3
dx dy dz
f (= döx + Ji addy + i dès)
xX]
hinzufügen. Dabei empfiehlt es sich, die einzelnen Theile desselben partiell zu
integriren, also z. B.
x X9
2 "T
dx dx de.
#1 ai X
zu setzen und schliesslich alle Glieder nach den 8 gleicher Gróssen zu ordnen.
Es ergiebt sich dann die Gleichung
dx ; ‘ dy E dz
[5- 62). i [n - 62), ]io [a 7 62). ] o
dx\ |; dy dz
* [x + (x an Sat E + (» um Set 2 + ( e d 62,
x2
» f [be - t] [as = (2) a= [25s (2) ] =o.
A . . . . .
Nunmehr darf das System als ein vóllig freies betrachtet werden, die 8 sind
sámmt
es mu
sich ve
von d
gleicht
physik
ponen
Kraft
Diese
an di
ander«
der Sj
gesam
Deutli
kann s
findet
S
aus, S
I
Aufga
mit d
Glied:
ganze
gleich
man
und €
einan(
pri
man :
dass :
~ |] =~