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Praktische Berechnung

Schüler Berufsschulen, 5. Klassenstufe

Tags: Rohrbau

 
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Vorrichter9

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18:52 Uhr, 17.06.2010

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Hallo an alle hier,
ich möchte eine alte Frage noch einmal aufgreifen. Leider Antwortet auf das als "beantwortet" markierte Thema keiner mehr.

Zu meiner Frage:
Ich komme aus dem Rohrleitungsbau und suche einen Lösungsweg für eine spezielle Etage die seitlich verdreht ist.
Ich suche den Winkel des oberen Schnittpunktes bzw. Bogens

Einen Lösungsansatz gibt es hier

http//www.onlinemathe.de/forum/praxisbezogener-Berechnung

nur das diese Etage seitlich verdreht ist.
Wenn der seitliche Versatz 500mm und die Höhe bei 1000mm bleibt ist die gestreckte Länge bei 30° = 2236mm. Der Versatz von oben gesehen wäre dann 14° und von der Seite gesehen 27°.

Das erste Bild ist die veränderte Etage zur bereits beantworteten.
Das zweite Bild ist die ursprüngliche Frage.

Wäre echt toll wenn es dazu eine mathematische Lösung gibt.


Gruß
Vor richter


2
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Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
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CKims

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03:26 Uhr, 18.06.2010

Antworten
hallo,

ich glaube es antwortet keiner auf deine frage, weil es echt schwer ist zu verstehen was du denn genau meinst...

irgendwie weiss ich nicht wie denn deine etage "verdreht" sein soll... kannst du nochmal versuchen das anders zu erklaeren? ich kann aus deiner zeichnung nur einen versatz erkennen.

lg

kurze frage: gibt es dafuer nicht software, die einem das schon berechnet?
Antwort
Edddi

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07:21 Uhr, 18.06.2010

Antworten
Hallo, ähnliches hatt' ich schon mal hier im Forum.
Allerdings haben wir da auf das gerade Zwischenstück verzichtet (zu viele Schweißnähte) und gleich die Höhenversetzten Rohre mit einem beliebigen Winkel zueinander direkt mittels 2 Bögen verbunden.

Je größer dann der Radius der Bögen, je geringer war dann logischerweise auch die Krümmung aber natürlich wurde der Abstand der Rohrenden zueinander größer.

Dein Beispiel:

Rohre haben eine Höhenversatz von h=1m und verlaufen im Winkel von α= 20° zueinander.
Logischerweise musst du jetzt Rohrbögen mit einem Radius von R>h2 nehmen, damit 2 von diesen Bögen, welche im Winkel von β geschnitten werden, die Rohre verbinden.

Je größer du nun R wählst, desto glatter (mit weniger Krümmung) wird deine Etage.

Es gilt:

1+cos(α)1+cos(α)-2cos2(β)=2Rhtan(β2)

...ich hab' beide Terme in einen Funktionsplotter eingegeben, und kann dann den Schnittpunkt ablesen.

Jetzt mit Zahlen ( Zentimeter):

h=100,α= 20° =0,35 und als Bogen muss ich jetzt einen (bzw. beide Bögen) mit mindestens R=50 wählen...ich nehm' mal 80.

Bei R=50 würden die 90° Bögen einfach nur mit dem Winkel von 90° verdreht aufeienander geschweißt werden, und dann zwischen die Lücke geschweißt werden.

Ist aber zuviel Krümmung, und außerdem hat man nicht immer Bögen mit einem halben Höhenversatz parat.

Also (Werte in GL einsetzen):

1+cos(0,35)1+cos(0,35)-2cos2(β)=280100tan(β2)

macht ein β von 1,1881= 68,07°

Des Weiteren lässt sich mit Hilfe dieses Zuschnittwinkels β nun auch noch der Drehwinkel, unter dem beide Bögensegmente zusammengeschweißt werden müssen, sowie die Entfernung der beiden zu verbindenden Rohrenden vom theoretischen Punkt, über dem sie sich schneiden ( der Draufsicht), ausrechnen.

usw.

Für die Praxis empfiehlt sich eine Tabelle mit fertigen Werten, wo du für die bestimmten genormten Bogenradien und verschiedene Höhenversätze die Zuschnittwinkel einträgst. Ist eine einmalige Arbeit (macht Excel)...und dann rein damit in eine Prospekthülle und ab damit auf den Bau!

Wie man den Winkel noch praktisch auf dem Bogen abtragen kann (Baustellengerecht) haben wir damals auch noch durchgenommen...

Falls es dich interessiert (da steht noch ein bisschen mehr) geh' mal auf "Suche" und gib bei Autor den Nicknamen Welder ein..da gibt's nur ein Suchergebnis.

;-)
Vorrichter9

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09:29 Uhr, 19.06.2010

Antworten
Mmhhh...????? Grübel,Grübel...

Ich denke ich habe mich wirklich etwas unglücklich ausgedrückt.
Die Etage soll nicht mit zwei Bögen sein sondern auf jeden Fall mit 30° und einem Rohrstück dazwischen.

Aber deine Formel ist nicht minder interessant aber dieser Formel kann ich nicht folgen. Zwei Unbekannte? Da fehlt mir wahrscheinlich Grundwissen.
Wie kommst du genau auf 1,18?

Vielen Dank
Vor richter
Antwort
Edddi

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07:00 Uhr, 21.06.2010

Antworten
...es ist nur EINE Unbekannte drin, nämlich β!

Allerdings steht dieses β auf beiden Seiten der Gleichung. Beta lässt sich zwar algebraisch auflösen, jedoch erhält man dann eine Gleichung 4. Grades welche riesige unübersichtliche Terme als Koeffizienten hat.

Besser ist es, den Wert über den Schnittpunkt beider Graphen (rechte und linke Seite) abzulesen.

Es kommt ja dann schließlich nicht auf 'nen zehntel-Grad an.

;-)
Vorrichter9

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18:27 Uhr, 21.06.2010

Antworten
Also kann man das nicht errechnen. Also jedenfalls nicht so einfach vor Ort. Oder verstehe ich das falsch?
Gruß Vor Richter
Antwort
maxsymca

maxsymca

11:12 Uhr, 22.06.2010

Antworten
Hallo Vor Richter,

ich hab Dir zu dieser Scene im vorangegangen Thread eine Formel gebaut, die so z.B. in einer Tabellenkalkulation anwendbar ist (da steht übrigens auch was abs() bedeutet).
Wenn ich die Problemstellung so nicht getroffen habe, dann musst Du eine für nicht Vorrichter verständliche Form der Darstellung wählen (ich nix nit Rohren zu tun habe) und dann können wir ggf. mittels analytischer Geometrie eine Lösung finden.
Dazu brauche ich aber ein Bezufgsystem in dem ich mich bewegen kann.

Zwischenablage01
Vorrichter9

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18:55 Uhr, 22.06.2010

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Ersteinmal Danke für die Antwort.

Ist das Ergebnis dann 29,67° bei AC=2236 a(AC-AF)=30° BC=500 und b=20°?
Wäre dann eingesetzt: arccos(sin(20°)*500+cos(30°)*cos(20°)*2236 / Wurzel(500²+2236²))=29,67°

Die Zeichnung ist, soweit ich das verstehe, richtig.
Nur ist der Winkel AC=30°. Das ist für uns interessant da wir aus zwei 90°Bögen 6x 30° bekommen.

Ist dann in der Formel die Variable a der Winkel AB-AF oder AC-AG.

Und noch eine Frage. Wenn der Winkel a=30° ist, ist dann der Winkel AB-AF =27°?

Viele mathematische Grüße von Vor Richter

22
Antwort
maxsymca

maxsymca

19:08 Uhr, 22.06.2010

Antworten
Wenn nach Deiner Zeichnung AC=2236 und die Etage CG=1000, dann kann a keine 30° sein. Wie soll das gehen? Wenn a=30° bei CG=1000 dann muss nach Adam Riese AC=2000 sein.
Sorry, ich komm mit Deinen Angaben net zurecht...


Vorrichter9

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19:15 Uhr, 22.06.2010

Antworten
...aber wir haben doch noch BC von 500mm.

Ich rechne: Wurzel(1000²+500²)=1118mm / sin(30°)=2236mm
Antwort
maxsymca

maxsymca

19:30 Uhr, 22.06.2010

Antworten
Das hast Du mir schon mal aufgeschrieben. Was hat die Diagonale BG oder CF mit Deinem Problem zu tun, was soll das?
Vorrichter9

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19:38 Uhr, 22.06.2010

Antworten
So errechne ich meine Etage. Wir benutzen vorher ausgerechnete Faktoren. Die Diagonale BG bzw. FC multipliziere ich mit 2 für 30° und erhalte die gestreckte Länge meiner zukünftigen Etage.
Vorrichter9

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19:53 Uhr, 22.06.2010

Antworten
Die Rohrleitung soll mit den Punkten Z-A-C-D verlaufen.

22
Antwort
maxsymca

maxsymca

21:19 Uhr, 22.06.2010

Antworten
Vielleicht nimmst DU zur Berechnung ein paar auf des Problem passende Grundlagen:
ABC oder AGC aber doch nicht die Wand...
Und dann kommst Du darauf, dass weder die Länge noch der Winkel passen. Wenn Du C unter einem Winkel von 30° anlaufen willst, dann musst Du ca 73,7 nach dem Punkt A ansetzen, ein 2000 langes Stück nehmen - elementare Geometrie 30° und gegenüberliegende Kathete 1000 machen eine Hypotenuse von 2000- jedenfalls bis zum Beweis des Gegenteils, die Wand steht doch senkrecht oder?

Vorrichter9

Vorrichter9 aktiv_icon

22:08 Uhr, 22.06.2010

Antworten
mmmhhh...

Also der Winkel von 30° ergibt sich mit den Geraden AC-AF und nicht wie eingezeichnet AC-AG.
Somit ergibt sich im Dreieck ACF am Punkt C ein Winkel von 60°.

Wie lang ist die Diagonale AC wenn BC=500 ist und GC=1000 bei einem Winkel a(AC-AF)=30°?
Eigentlich 2236,oder?

FB oder GC ist senkrecht.

Zeichnung habe ich geändert.

Vielen Dank erst einmal
Vor Richter


22
Antwort
maxsymca

maxsymca

22:45 Uhr, 22.06.2010

Antworten
AF=1.936491677336748
AC=2.236067970034716

Vorrichter9

Vorrichter9 aktiv_icon

05:12 Uhr, 23.06.2010

Antworten
genau.

Zu meiner voherigen Frage:

Ist das Ergebnis dann 29,67° bei AC=2236 a(AC-AF)=30° BC=500 und b=20°?
Wäre dann eingesetzt: arccos(sin(20°)*500+cos(30°)*cos(20°)*2236 / Wurzel(500²+2236²))=29,67°



Ist dann in der Formel die Variable a der Winkel AB-AF oder AC-AF?


Und noch eine Frage. Wenn der Winkel AC-AFa=30° ist, ist dann der Winkel AB-AF =27°?


Antwort
maxsymca

maxsymca

08:20 Uhr, 23.06.2010

Antworten
Meine Formel passt aber nur auf die Verhältnisse in Deiner Zeichnung.
<BAF=30°da ist der Steigungswinkel bei AC keine 30° mehr.
Willst Du die 30° einhalten, musst Du den Punkt F verlegen (nach vorn Richtung Mauer <CAG=30° oder nach Hinten von der Mauer weg <CAF=30°)...

Vorrichter9

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19:22 Uhr, 23.06.2010

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Also kann ich die Formel nicht mit dem Winkel CAF=30&deg; anwenden?
Die Formel müsste auf den Winkel CAF abgestimmt sein. Die Länge AF ist meistens unwichtig. Den Punkt A kann ich verschieben.




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Antwort
maxsymca

maxsymca

21:12 Uhr, 23.06.2010

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Also, dann versuchen wir es...
h=1000,c=500,a=30180π,b=20180π
AB=h2+c2tan(a)
AB=1.936491673103709
AC=(c2+h2)(1+tan(a)-2)
AC=2.23606797749979
WACD(a,b,c,h):= 180π(acos(-sin(a)|sin(a)|sin(b)c+cos(a)|sin(a)|cos(b)c2+h2sin(a)c2+h2))
WACD(30/180*pi,20/180*pi,500,1000)=152.9079129863086

Vorrichter9

Vorrichter9 aktiv_icon

18:35 Uhr, 24.06.2010

Antworten
SUPER! Danke

Auf das gesuchte Ergebnis komme ich allerdings ohne 180π.

Noch kurz eine Frage: Was bedeuten die senkrechten Striche in der Formel und "WACD(30/180*pi,20/180*pi,500,1000)"?
Antwort
maxsymca

maxsymca

19:15 Uhr, 24.06.2010

Antworten
Das sind Betragsfunktionen abs() kann man auch weglassen denke ich.
Mein CAS bearbeitet die Winkelfunktionen ausschließlich in Bogenmass, deshalb muss ich in Winkelgrad umrechnen...
Berichte mal, ob Dir damit geholfen wurde?



Frage beantwortet
Vorrichter9

Vorrichter9 aktiv_icon

19:43 Uhr, 24.06.2010

Antworten
Ja jetzt habe ich es. Das hilft mir in der Praxis sehr. Mal abgesehen von dem was ich gelernt habe.
Nochmals vielen Dank