Rike hat ein spezielles Roulette für die langen Winterabende am Nord-Ostsee-Kanal vorgeschlagen. Ihre Roulette-Maschine hat 100 Nummernfächer (1 – 100). Außerdem gibt es zwei Urnen mit insgesamt 100 Kugeln, durchnummeriert von 1 bis 100: Eine für Charly mit zufällig ausgewählten 25 Kugeln und eine Urne für Rike mit den restlichen 75 Kugeln. Ben ist heute Croupier und bedient die Roulette-Maschine. Wenn nach dem Werfen der Kugel diese in ein Nummernfach fällt, zB die 17, dann muss die Kugel mit dieser Nummer die Urne wechseln. Es gewinnt, wer die meisten Kugeln hat.
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Kategorie: Differenzialgleichungen
Wie Auffahrunfälle und Teichmüllerräume zusammenhängen
Charly kommt nach Brunsbüttel, um Rike und Ben zu besuchen. Er vermeidet seit einiger Zeit öffentliche Nahverkehrsmittel und hat sich einen gebrauchten Ford gekauft. Mit dem kommt er auch. Doch leider hat er auf der Fähre einen kleinen Auffahrunfall; der Kotflügel ist zusammengedrückt. Als Charly bei Rike und Ben ankommt, sieht er wie sein Ford ziemlich zerknirscht aus.
Turbulenz im Nord-Ostsee-Kanal
Ben und Rike bleiben am Nord-Ostsee-Kanal. Jetzt wollen sie sowieso nicht nach Berlin zurück. Sie bewundern die turbulente Strömung im Nord-Ostsee-Kanal hinter einem Schiff. Weiterlesen
Ein Hilbertraum für den Nord-Ostsee-Kanal
Rike und Ben sind immer noch am Nord-Ostsee-Kanal bei Brunsbüttel. Hinter jedem Schiff bilden sich Wellen. Diese genügen der Navier-Stokes-Gleichung – und die ist immer noch eine Herausforderung. Recht einfach sind gleichmäßige Wellen in einer Richtung zu verstehen. Sie bilden eine spezielle Lösung dieser Gleichung. Rike konstruiert auch noch einen passenden Hilbertraum dafür.
Wie man mit Mathematik immer schneller wird
Rike, Miriam und Ben sitzen immer noch über der Wellengleichung zusammen.
Miriam Mein Freund Ariel hat für mich am Mischpult einen Ton erzeugt, der immer höher wurde, schaut mal, der sieht so aus:
Wie viel Mathematik braucht eine Tonmeisterin?
Rike und Ben haben Miriam in Berlin kennengelernt. Sie kommt aus Tel Aviv und will Tonmeisterin werden.
Ben Hi, Miriam!
Rike Hi, Miriam, wie geht es dir?
Miriam Hi, Rike und Ben, wie geht es euch? Ben hat mir deine Geschichte vom Sinus erzählt. Wir hatten in Israel auch den Sinus in der Schule. Es stimmt, wir haben nur wenige Werte berechnet. Als mich einmal der Freund der Familie, Ariel, zu einer offenen Probe und Konzert einlud, durfte ich ihm am Mischpult über die Schulter schauen. Da hat er mir different sinus curves gezeigt – o mein Deutsch! Das hat mir gut gefallen, und jetzt haben wir jeden Tag mit Sinus-Funktionen zu tun. Schaut mal, so sieht die Grundschwingung einer Flöte beim Ton A (440 Hz) aus: Weiterlesen
Warum die Eulerformel zumutbar ist
Charly, der Mathe- und Sportlehrer von Finja, Justin und Fabian ist zu Hause und bereitet die nächsten Hausaufgaben für seine Schüler und Schülerinnen vor. Dabei fällt ihm die eine Aufgabe aus dem Mathebuch auf:
Begründen Sie.
a) Die Gleichung hat keine Lösung.
b) …
Ausblick für die Transportgleichung
Finja, Fabian, Justin, Charly und Max müssen jetzt nach Hause fahren. Die Kinder und Charly nach NRW, Max fährt nach Berlin. Zu Hause kommen sie in eine 14-tägige Quarantäne. Aber mit modernen Medien können sie sich austauschen.
Justin schreibt an alle Hallo! Wie geht es euch? Geht es irgendwie weiter mit unserem Gletscher-Projekt? Sollen wir hier Däumchen drehen?
Finja antwortet an alle Hallo zusammen! Ich habe zwar etwas Fieber und Husten, aber mir ist langweilig! Gestern, als ich so im Bett lag, habe ich mir unsere Rechnung noch mal angeschaut. Da ist mir aufgefallen, dass wir in unserem Eifer bei der Berechnung der Differenzengleichung die eigentliche Fragestellung vergessen haben. Was haben wir eigentlich ausgerechnet? Weiterlesen
Differenzenschema für die Gletschergleichung
Heute fahren Finja, Fabian, Justin, Charly und Max mit dem Wissenschaftler von der Uni zum Teufelsegg (3050 m). Ausnahmsweise dürfen sie heute mit dem Lift hochfahren, sie sind ja keine Touristen. Die schönste Hütte Südtirols ist leider geschlossen. Sie wollen die Wetterstation Teufelsegg am Hintereisferner besichtigen. Dort treffen sie den Spezialisten Matthias von der Uni.
Matthias Seid gegrüßt, ihr Buben und mein Mädel, wie ischts? Wir stehen grad hier auf 3000 m, wo die größte Schnee- und Eisfläche ist, hier ist ungefähr die Stelle, wo die Massenbilanz des Gletschers ihr Vorzeichen ändert. Das ist auch die Stelle, wo sich der Eisfluss im Vorzeichen ändert. Nach oben war bis jetzt immer ewiges Eis, nach unten ist es – natürlich im Jahresmittel – geschmolzen. Das muss man alles berücksichtigen, um die Dynamik am Kees zu simulieren. Weiterlesen
Ein schwache Gletscherlösung
Finja, Fabian, Justin, Charly und Max sitzen in Italien fest. Sie müssen noch ein bisschen ausharren, kein Busunternehmen will sie nach Hause fahren. Aber das macht nichts. Sie freuen sich über die Berge, fahren ein bisschen Ski, messen Temperaturen, untersuchen den Hintereisferner und diskutieren das Open Global Glacier Model (OGGM) mit der partiellen DGL
wobei
S ... Querschnittsfläche durch den Gletscher mit Parabelform,
w … Breite des Gletschers
u … Vektor für die Geschwindigkeit, mit der sich das Eis bewegt oder Wasser wegfließt
… Masseänderung
sind. Sie wollten diese Gleichung entlang eines Weges vom Gletschergipfel bis zum Fuß beschreiben, jeden Querschnitt, Stück für Stück. Inzwischen haben Justin und Charly sich im Internet über diese Gleichung informiert und festgestellt, dass dies die sogenannte Transportgleichung ist, hier ist es eine lineare. Sie sieht einfach aus, sie beschreibt den Transport von Flüssigkeiten mit bekannten Geschwindigkeiten u. Diese Gleichung ist immer noch eine große mathematische Herausforderung. Im nichtlinearen Fall heißt sie Navier-Stokes-Gleichung und zählt zu den Millenium-Problemen der Mathematik. Weiterlesen