Sandström, J. W.: Über die Bewegung der Flüssigkeiten. 243
Wenn man zu diesen Strichen Tangentenkurven zieht, was der Leser mit einem
Bleistift leicht selbst ausführen kann, bekommt man die Stromlinien der Fig, 1,
Die Isogonen haben, wie man aus diesem Beispiel sieht, einen weit ein-
facheren Verlauf als die Stromlinien. Darin liegt der wesentlichste Vorteil dieser
Isogonenmethode für die Konstruktion der Stromlinien.
Um nun alle möglichen Systeme von Stromlinien zu zeichnen, braucht
man nur die Lage, Krümmung und Entfernung der Isögonen sowie die Richtung
ler Geschwindigkeiten in verschiedener Weise zu verändern und die ent-
sprechenden Stromliniensysteme zu konstruieren. Unsere Aufgabe läßt sich dem-
nach auf rein graphischem Wege lösen.
IT.
Wie bei anderen mechanischen Problemen gibt es auch hier eine analytische
Analogie, durch die alle die Vorgänge, welche mit unserem Probleme in Zu-
sammenhang stehen, in außerordentlich konziser Weise sich in eine einzige
Formel zusammenfassen lassen, Die Lösung unserer Aufgabe kann somit auch
auf die Besprechung dieser Formel zurückgeführt werden,
Diese Formel lautet:
= te ‚. m
sie {st also eine Differentialgleichung, Sie kann durch eine Art Isogonenmethode
graphisch gelöst werden, indem man der Größe SZ verschiedene konstante Werte
Ay, Aa + + «. gibt und diese in Gleichung (1) einsetzt, Die dabei entstandenen
Beziehungen f(xy}=— 8,, f({(xy)= a, .... werden nachher aufgezeichnet, und
die so entstandenen Linien mit kleinen Strichen versehen, welche die Richtungen
Az =,, et == 82... darstellen. Schließlich werden die Tangentenkurven dieser
Striche gezogen, und diese stellen dann infolge ihrer Konstruktionsweise die
graphische Lösung der Differentialgleichung (1} dar.
Als Beispiel wähle ich die Gleichung
dy _ Y—X
dx 7+X
in der gesetzt wird 2 = 0, bzw. +1, co, — 1. Dabei entstehen die Beziehungen
y=x, bzw. x=0 y=-—x und y=0, Diese entsprechen bekanntlich vier
Geraden, und diese Geraden sind in Fig. 2 dargestellt. Die Gerade y = x, welche
et = 0 entspricht, wird mit horizontalen Strichen versehen; die y-Achse, x == 0,
welche Et = + 1 entspricht, wird mit um 45° geneigten Strichen versehen, u. s. f,
Schließlich werden die Tangentenkurven zu den Strichen gezogen, wobei die
Fig. 1 entsteht, Diese Figur ist also als die graphische Lösung der Gleichung (2)
anzusehen.
Die Ähnlichkeit dieser Figur mit einem gewöhnlichen Wasserwirbel schien
mir sehr bemerkenswert, doch meinte ich, daß die Stromlinien allzu schnell gegen
den Mittelpunkt zusammenliefen, und ich wollte deshalb die Gleichung (2) etwas
rerallgemeinern, um jede gewünschte Neigung gegen den Radius erhalten zu
können, Anstatt (2) schrieb ich deshalb:
dy _ y—ax a
dx ayea 0 ‚.Ä0.u0 ©
Die Lösungen dieser Gleichung wurden dann für verschiedene Werte von &
konstruiert, und schon beim Zeichnen der Striche an den Isogonen ergab sich,
daß a einfach der trigonometrischen Tangente des Winkels gleich ist, den die
Stromlinien mit dem Radius bilden.!) Dieser Winkel wurde nun gleich 0° bzw.
7 Dies ergibt sich auch ohne weiteres durch Transformation auf rechtwinklige Koordinaten
vezazene GHeichung (3} auf ein Shark ins 8! 9, Die Gleichung {3) erhält dann die Form
r