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Schwerpunkt einer Achtelkugel

Universität / Fachhochschule

Integration

Tags: Achtelkugel, Dreifachintegral, Integration

 
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DonPapa

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18:40 Uhr, 12.05.2024

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Es sei B={(x,y,z)R3,x0,y0,z ≥ 0 und 0 ≤ x2+y2+z24}

Dieser Körper ist somit eine Achtelkugel mit Radius 2

Das Volumen beträgt somit 184π38=4π3

(Die Dichte beträgt gemäß Angabe 1000 (Einheiten lasse ich hier weg, da für die Lösung nicht wichtig)

Die Masse beträgt somit 4000π3

Ich soll nun den Schwerpunkt des Körpers bestimmen

Xs =xρ dV /ρ dV

wobei ich die Dicht aus dem Zähler und den gesamten Nenner vor das Integral ziehen kann und es bleibt:

Xs =ρVx dV

Allerdings sollte die Bestimmung der 3 Koordinaten des Schwerpunkts vereinfachen lassen. Gibt es etwas was ich nicht sehe? Kann man den Schwerpunkt ohne Integration bestimmen oder muss ich das Integral lösen?

MfG.


Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich benötige bitte nur das Ergebnis und keinen längeren Lösungsweg."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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calc007

calc007

18:47 Uhr, 12.05.2024

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Prinzipiell (nahezu) richtig,
nur:
Du musst ein wenig mit den Größen (Einheiten) Acht geben.

Entweder du setzt die Volumina an, dann:
x_SP V_ges =x dV

oder die Massen, dann:
x_SP V_ges ρ=x dm

Und - ich habe keinen besseren Tipp - als das Integral grundsätzlich zu lösen.
Vielleicht der Tipp: Überleg dir, ob wirklich ein dreifach-Integral sympatischer ist, oder doch gleich ein Bewusstsein von
x_SP V_ges =xA(x)dx

Antwort
HAL9000

HAL9000

21:24 Uhr, 12.05.2024

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> Allerdings sollte die Bestimmung der 3 Koordinaten des Schwerpunkts vereinfachen lassen.

Sie lässt sich insoweit vereinfachen, dass man nur eine der drei Schwerpunktkoordinaten berechnen muss - die anderen sind dann genauso groß, der xyz-Symmetrie des Körpers wegen!

Und die Berechnung dieser einen Koordinate kann auch über Kugelkoordinaten geschehen.
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