INTEGRAL Kugel Masse mit exponentieller Dichte

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Biborak Auf diesen Beitrag antworten »
INTEGRAL Kugel Masse mit exponentieller Dichte
Hallo, hab hier eine aufgabe, bei der ich den ansatz nich finde.

Bestimmen sie die Masse M der Kugel mit radius R =2, deren Dichte zum Zentrum hin exponentiell zunimmt: p(r) = 3*e^-r.
Als Hinweis ist gegeben Integral (r^2*e^-r) = -(r^2+2r+2)*e^-r

masse ist ja volumen mal dichte. nur was muss ich nun wohin integrieren ??

thx for help
omkel albert Auf diesen Beitrag antworten »
RE: INTEGRAL Kugel Masse mit exponentieller Dichte
Masse = Volumen * Dichte gilt nur, wenn die Dicht überall gleich ist,
d.h. rho(r) = const. ist.

Ansonsten, wie auch bei deiner Aufgabe musst du anstetzen

Masse = INT (rho(r)) dV

also ein Volumenintegral über die Dichtefunktion.
Die ist aber gegeben, brauchst du nur einzustetzen.

Weißt du wie ein Volumenintegral über eine Kugel funktioniert ?
Biborak Auf diesen Beitrag antworten »

macht man das nich über die kugelkoordinaten ??
onkel albert Auf diesen Beitrag antworten »

Ja.

Wobei am Schluss dasteht: 4*pi* INT(r²)dr

damit und rho(r) kommst du genau auf das in der Aufrgabe angegebene
Integral. Nur noch die Grenzen für r einstzen, feddisch.
Biborak Auf diesen Beitrag antworten »

kannst du mir mal das komplette volumenintegral dafür aufstellen ??

thx
onkel albert Auf diesen Beitrag antworten »

Naja, ich bin zu blöd für den Formeleditor, aber vielleicht gehts auch so:


Die Funktionaldeterminant der Kugelkoordinaten ist r² * sinx

Du hast ein Dreifachintegral über r, x, und phi (das sind die Parameter aus den Kugelkoordinaten)

r läuft von 0 bis R, x von 0 bis pi, phi von 0 bis 2pi.

Da diese drei Variablen untereinander nicht abhängen kannst du das Dreifachintegral auseinanderziehen zu

INT r² dr(von 0 bis R) * INT sinx dx (von 0 bis pi) * INT 1 dphi (von 0
bis 2pi)

das Integral über den Sinus gibt 2, das über dphi gibt 2pi.

Es ergibt sich 4pi * INT r²
 
 
Biborak Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von onkel albert

Es ergibt sich 4pi * INT r²


und da hänge ich nun noch die funktion für die dichte an
also 12pi * INT r² * e^-r ??

und das sollte es dann sein, oder ?
onkel albert Auf diesen Beitrag antworten »

Ich geh stark davon aus ..
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