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Bewegt sich ein Punkt auf einer krummen Fläche, ohne dafs auf ihn abge-
gesehen von der Zwangskraft der Fläche eine änfsere Kraft einwirkt, so beschreibt
er eine geodätische Linie.
Es möge ferner die Gleichgewichtslage eines über eine krumme Fläche gespannten un
dehnbaren Fadens bestimmt werden für den Fall, dafs anfser der Spannung des Fadens und dem
Normal widerstände der Fläche keine Kräfte auf den Faden einwirken. Man bezeichne 3 aufein
anderfolgende Punkte der Fadenkurve mit cc, x ± und « 2 , die zwischen ihnen liegenden Linien
elemente mit dx und dx 11 und die Gröfse der Spannung in dem Elemente dx mit er. Dann
werden die in diesem Elemente wirkenden Spannungskräfte ihrer Gröfse und Richtung nach
dargestellt durch die Strecken
dx , dx
ö — und — g —.
ds , ds
Ferner werden die in dem Nachbarelemente dx 1 auftretenden Spannungskräfte die Werte besitzen
müssen
rlnr. / flrr\
und
dx , ,
g —j— -]- d
ds
( dx\ , ( dx , , / ¿faAl
r&j und ”T& + < TdijJ
Yon diesen 4 Spannungskräften greifen die beiden mittleren in ein und demselben Punkte x x
an, ihre Resultante wird daher durch die Summe beider Kräfte dargestellt und besitzt also
den Wert
dx dx , 7
a ds +a ds +d
dx
ds
= d g
dx
ds
Soll nun der Faden im Gleichgewicht sein, so mufs diese Resultante durch den Normal wider
stand der Fläche aufgehoben werden und wird somit selbst in die Flächennormale fallen müssen.
Man erhält daher als Gleichgewichtsbedingung die Differenzialgleichung
dx N
246) d
oder bei Ausführung der Differenziation
ds
l e v
, dx ,
ClÖ • \~ O
ds
d
dx
ds
/1 G v
Diese Differenzialgleichung macht man integrabel, indem man sie mit der Neigungsstrecke der
Fadenkurve, d. h. mit ^ (vgl. S. 10) innerlich multipliziert. Dadurch verschwindet nämlich
cts
erstens die rechte Seite der Gleichung, weil die Flächennormale auf der Fadentangente senkrecht
steht, so dafs man erhält
247)
dG
(dx\—
dx
7 dx
y +o
ds
d ~r
ds
= 0.
Es verschwindet aber ferner auch das zweite Glied der linken Seite, denn aus der Gleichung
(dx s
248)
erhält man durch Differenziation
249)
ds
dx
ds
= 1
dx
ds
0.