Direkt zum Inhalt

Lexikon der Mathematik: schwingende Saite

physikalischer Prozeß, der zu bestimmten partiellen Differentialgleichungen führt.

Für x ∈ [0, l] wird die Auslenkung u(x, t) einer in der (x, u)-Ebene senkrecht zur x-Achse schwingenden Saite durch eine hyperbolische Differentialgleichung der Form \begin{eqnarray}{u}_{tt}={c}^{2}{u}_{xx}+F(x,t)\end{eqnarray} beschrieben, wobei F(x, t) die äußere Anregung an der Stelle x zur Zeit t beinhaltet. Als sachgemäße Nebenbedingungen verwendet man oft Anfangsbedingungen für Lage und Geschwindigkeit wie z. B. \begin{eqnarray}u(x,0)=f(x),\,\,\,\,{u}_{t}(x,0)=g(x),\end{eqnarray} zusammen mit einer der beiden Randbedingungen \begin{eqnarray}u(0,t)=\varphi (t),\,\,\,\,u(l,t)=\psi (t),\end{eqnarray} womit eine feste Führung der Saitenenden beschrieben wird, oder \begin{eqnarray}{u}_{x}(0,t)=\alpha (t),\,\,\,{u}_{x}(l,t)=\beta (t),\end{eqnarray} womit die Saitenspannung an den Enden festgelegt wird.

Wegen der Linearität der Differentialgleichung und der Nebenbedingungen kann man mittels Superposition die Lösung einer komplizierten Randanfangswertaufgabe aus den Lösungen einfacher Grundaufgaben bestimmen.

Schreiben Sie uns!

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

Partnerinhalte

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.