einfacherer Lösungsweg für Formel in Doku

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2024-05-28 15:03:33 +02:00
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commit e2dd2e397d
+38 -39
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@@ -1,4 +1,8 @@
![Alt text](bilder/SkizzeFördererStrecke.svg "Skizze von Förder und Strecke")
Formaln als Bild:
![Alt text](bilder/Berechnung-Foerderer.png)
Bekannt:
$$
@@ -15,61 +19,59 @@ $$
Beziehungen:
$$
\frac{\Delta{H_F}}{L_{F}} = tan(\alpha_F) [1]
\frac{\Delta{H_F}}{L_F} = tan(\alpha_F) [1]
$$
$$
\Delta{H_F} = tan(\alpha_F) * L_{F} [1.2]
\Delta{H_F} = tan(\alpha_F) \cdot L_F [1.2]
$$
$$
\frac{\Delta{H_S}}{L_{S}} = tan(\alpha_S) [2]
$$
$$
\Delta{H_S} = tan(\alpha_S) * L_{S} [2.2]
\Delta{H_S} = tan(\alpha_S) \cdot L_{S} [2.2]
$$
$$
\Delta{H_F} = H_1 - H_0 + \Delta{H_S} [3]
$$
$$
L_1 = L_F + L_S [4]
L_1 = L_F + L_S [4]
$$
$$
L_1 = L_F * x_{Verhältnis} [5]
L_1 = L_F \cdot x_{Verhältnis} [5]
$$
$\Delta H_F$ aus [2.2] in [3]:
$$
\Delta{H_F} = H_1 - H_0 + tan(\alpha_S) \cdot L_S [6]
$$
$L_S$ aus [4] in [6]:
$$
\Delta{H_F} = H_1 - H_0 + tan(\alpha_S) \cdot (L_1 - L_F) [7]
$$
$\Delta H_F$ aus [1] in [7]:
$$
tan(\alpha_F) \cdot L_F = H_1 - H_0 + tan(\alpha_S) \cdot (L_1 - L_F) [8]
$$
auflösen nach $L_F$:
$$
L_F \cdot [tan(\alpha_F) + tan(\alpha_S) ] = H_1 - H_0 + tan(\alpha_S) \cdot L_1 [9]
$$
$$
L_F = \frac{H_1 - H_0 + tan(\alpha_S) \cdot L_1} {tan(\alpha_F) + tan(\alpha_S) }
$$
$L_F$ in [5] und auflösen nach x:
$$
L_1 \cdot \frac{tan(\alpha_F) + tan(\alpha_S) }{H_1 - H_0 + tan(\alpha_S) \cdot L_1} = x_{Verhältnis}
$$
$$
[5] in [4]: L_S = L_F * (x_{Verhältnis} - 1) [6]
$$
$$
[2] in [3]: \Delta{H_F} = H_1 - H_0 + tan(\alpha_S) * L_{S} [7]
\frac{tan(\alpha_F) + tan(\alpha_S) }{\frac{H_1 - H_0}{L_1}+ tan(\alpha_S)} = x_{Verhältnis}
$$
$$
[6] in [7]: \Delta{H_F} = H_1 - H_0 + tan(\alpha_S) * L_F * (x_{Verhältnis} - 1) [8]
$$
$$
[5] in [8]: \Delta{H_F} = H_1 - H_0 + tan(\alpha_S) * \frac{(x_{Verhältnis} - 1)}{x_{Verhältnis}} * L_1 [9]
$$
$$
[1] in [8]: tan(\alpha_F) = x_{Verhältnis}\frac{H_1 - H_0}{L_1} + tan(\alpha_S) * (x_{Verhältnis} - 1) [10]
$$
$$
tan(\alpha_F) = x_{Verhältnis}\frac{H_1 - H_0}{L_1} + tan(\alpha_S) * (x_{Verhältnis} - 1)
$$
auflösen nach x:
$$
tan(\alpha_F) = x_{Verhältnis}*\Bigl[\frac{H_1 - H_0}{L_1} + tan(\alpha_S)\Bigr] - tan(\alpha_S)
\\
tan(\alpha_F) + tan(\alpha_S) = x_{Verhältnis}*\Bigl[\frac{H_1 - H_0}{L_1} + tan(\alpha_S)\Bigr]
$$
$$
\frac{tan(\alpha_F) + tan(\alpha_S)}{\frac{H_1 - H_0}{L_1} + tan(\alpha_S)} = x_{Verhältnis}
$$
-->
auflösen nach x:
Dann errechnet sich leicht
- L_F aus Beziehung [5]
- \Delta{H_F} aus [1]
- und L_S aus [4]
Es errechnet sich
- $L_F$ aus Beziehung [9]
- $L_S$ aus Beziehung [4]
- $\Delta H_F$ aus Beziehung [1]
- $\Delta H_S$ aus Beziehung [2]
Bei der Annahme, dass $L_F$ immer ein "Teil", also kleiner als $L_1$ sein soll, erschliesst sich, dass nur x (grösser) gleich 1 gewünschte Ergebnisse liefert. Daraus ergibt sich, dass die folgende geometrischen Beziehung die gelten muß:
@@ -85,7 +87,4 @@ $$
{tan(\alpha_F)} \geq {\frac{H_1 - H_0}{L_1}}
$$
Als Bild:
![Alt text](bilder/Berechnung-Foerderer.png)