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Aufgabe:

Die beiden geradlinigen Gleisstücke sollen durch einen Übergangsbogen Knickfrei und Krümmungsruckfrei miteinander verbunden werden. Bestimmen Sie eine geeigneten Funktionsterm.


Problem/Ansatz:

Also, ich brauche dringend Hilfe,

f(0)=0

f(500)=200

f‘(0)=0

f“(0)=0

Welche Bedingungen fehlen noch und was soll ich mit 40* machen? Ich verstehe sie leider nicht. Wenn mir jemand eine kurze Erklärung gibt, mache ich selbst weiter.

IMG_1573.jpeg

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Knickfrei heißt, die Steigung ändert sich nicht sprunghaft.

Eine Funktion, die an einer bestimmten Stelle knickfrei ist, kann dort auch ruckfrei sein, muss es aber nicht. Ruckfrei heißt, dass an der Stelle sowohl die y-Werte, als auch die erste Ableitung und die zweite Ableitung links und rechts von dem Punkt identisch sind.

Der Übergangsbogen ist üblicherweise eine kubische Funktion wenn knickfrei und eine Polynomfunktion ("ganzrationale Funktion*) fünften Grades wenn ruckfrei. Dann braucht es sechs Gleichungen im Steckbrief, weil sie sechs Koeffizienten hat.

Blaue Kurve knickfrei, gelbe Kurve ruckfrei:

blob.png

Ich würde den Unterschied so erklären, das bei der gelben Kurve an der Übergangsstellen die Fahrtrichtung nicht ruckartig von "geradeaus" auf "Kurve" bzw. umgekehrt ändert wird, sondern kontinuierlich.

4 Antworten

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Mit Hilfe des Winkels bekommst du an der zweiten Verbindungsstelle ein Maß für die Steigung. Es gilt dort für die Steigung \( m= \tan(\alpha) \).

Avatar von 19 k
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\(40^\circ\) ist die Steigung an der Stelle \(x=200\) (damit es dort keinen Knick gibt). Rechne diesen Winkel um in \(f'(200)\), mit \(\tan\). Dann solltest Du weiterkommen.

Avatar von 10 k
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Wähle erstmal geschickt

1 LE = 100 m

f(0) = 0 --> f = 0
f'(0) = 0 --> e = 0
f''(0) = 0 --> 2·d = 0

f(5) = 2 --> 3125·a + 625·b + 125·c + 25·d + 5·e + f = 2
f'(5) = tan(40°) = 0.8391 --> 3125·a + 500·b + 75·c + 10·d + e = 0.8391
f''(5) = 0 --> 2500·a + 300·b + 30·c + 2·d = 0

Löse dann das LGS. Ich erhalte am Ende näherungsweise folgende Funktion

f(x) = - 0.00018768·x^5 - 0.0010104·x^4 + 0.025744·x^3

Bei Fragen melde dich gerne.

Avatar von 488 k 🚀
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Dir fehlen noch die Bedigungen der 1. Und 2. Ableitung für die 2. Stelle

Die kannst du zb einfach durch Umwandeln der 40° in die tatsächliche steigung aufstellen

Da würde ich mich an deiner Stelle vlt nochmal selber mal reinlesen aber es gibt die Formel tan (@) = m

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