DMUG-Archiv 2013

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Re: Aufgabenschar::Muenzwurf physikalisch

Liebe Freundinnen und Freunde der Modellierung,

ein simples Modell besteht in der Annahme, dass die Muenze auf der Seitenfläche zur Ruhe kommt, die die senkrechte Projektion des Schwerpunkts der Muenze auf die ebene Unterlage im Zeitpunkt des Auftreffens der Muenze auf die Unterlage schneidet.

Sei R der Radius der umgebenden Kugel, r der Radius der Muenze, d die Dicke der Muenze, dann ist der Flaecheninhalt der Kugelkappe

SKappe = 2 Pi R (R - (d/2))

und der Flaecheninhalt des Aequatorstreifens

SRand = 2 Pi R 2  (d/2) = 2 Pi R d

und die Wahrscheinlichkeit ergibt sich durch Normierung mit der Kugeloberflaeche zu

WKopf = WZahl = (1/2) (1 - 1/Sqrt[1 + ((2 r)/d)^2])
WRand = 1/Sqrt[1 + ((2 r)/d)^2]

wenn man D = 2 r fuer den Durchmesser der Muenze einsetzt, dann folgt gar nicht mal haesslich

WRand = 1/Sqrt[1 + (D/d)^2]
WKopf = WZahl = (1/2) (1 - WRand)

Gruss
Udo.

Man beruecksichtige diese Tatsache in physikalisch mehr oder weniger
korrekten Modellen und gebe die Wahrscheinlichkeiten fuer die drei
Seitenflaechen im Rahmen dieser Modelle an.

Attachment: muenzeModell1.png
Description: PNG image

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