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Kugeln in Behälter

Universität / Fachhochschule

Tags: achteckiges Prisma, Anzahl Kugeln

 
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MBler07

MBler07 aktiv_icon

22:02 Uhr, 27.07.2011

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Hallo zusammen

Ich komme ohne große Umschweife direkt zumeiner Aufgabe:
Wieviele Kugeln passen in ein regelmäsiges achteckiges Prisma?

Daten:
Seitenlänge: 60cm
Höhe: 160 cm
Durchmesser Kugel: 6 cm

Ich habe zwei Abschätzungen gemacht:
1) Volumen Prisma / Volumen eine Kugel = Zu viele
2.781.174113,1=24.590

2) Anzahl Kugeln in einer Ebene mal Anzahl Ebenen
Anzahl der Kugeln zeichnerisch/rechnerisch ermittelt (Achteck aufgemalt und in ein großes Rechteck, 2 kleinere und 4 Dreiecke zerlegt und aufgrund der Längen die Anzahl an Kreisen berechnet, die reinpassen). Ergebnis: 1024+1072+774=576
160566=32 ("5/6 weil die Kugeln ja nicht aufeinander liegen, sondern quasi ineinander übergehen)
57632=18432

Die zweite Abschätzung dürfte schon recht nah am Ergebnis sein.

Jetzt zu den Frage:
1) Stimmt ihr meiner Idee zu?
2) Ich glaube, dass es eine Formel gibt, in der das "ineinander übergehen" der Kugeln einbezogen ist (Das, was ich mit 56 abgeschätzt habe). Kennt die jemand?
3) Habt ihr eine Idee für eine bessere Näherung, wievile Kugeln in eine Ebene passen?

Vielen Dank fürs lesen und die hoffentlich folgenden Antworten

Grüße

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
DmitriJakov

DmitriJakov aktiv_icon

22:22 Uhr, 27.07.2011

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Hier habe ich etwas gefunden. Das Stichwort heisst "random sphere packing":
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/670429.stm
Und in Wikipedia für regelmäßige Kugelpackung:
http://de.wikipedia.org/wiki/Dichteste_Kugelpackung
Das englische pendant ist ein klein wenig ausfürlicher für unregelmäßige Packungsarten.
Frage beantwortet
MBler07

MBler07 aktiv_icon

22:50 Uhr, 03.08.2011

Antworten
Nach dem Ansatz gehen noch ein paar weniger Kugeln rein, aber die Größenordnung hab ich schonmal gut getroffen.
Danke für deine Hilfe.
Antwort
DmitriJakov

DmitriJakov aktiv_icon

22:58 Uhr, 03.08.2011

Antworten
Ist eines der faszinierendsten Probleme überhaupt. Versuch mal das gegenteilige Problem zu lösen: Stabilität eines Kugelsternhaufen oder: warum diese die mit Abstand ältesten Strukturen in unserer Galaxie sind ... obwohl es sie eigentlich nicht geben dürfte.