Sammlung historischer mathematischer Modelle

Rotationsfläche mit konstantem mittleren Krümmungsmaß (Nodoid)

Differentialgeometrie

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Daten:

Material Gips
Masse 11 cm x 8 cm
Schilling II/3b
Angefertigt unter Leitung von Prof. Dr. Brill durch stud. math. A. v. Braunmühl, München.
Rotationsfläche mit konstantem mittleren Krümmungsmaß mit geodätischen Linien (Nodoid). Das Verhalten der letzteren variiert je nach dem Winkel, unter dem eine den größten Parallelkreis trifft. Entweder bewegt sie sich zwischen 2 Parallelkreisen (blau), oder sie nähert sich asymptotisch dem Kehlkreis, d.i. Parallelkreis vom kleinsten Radius (grün), oder sie läuft über die ganze Fläche hin. Es handelt sich bei diesem Modell um einen Nodoid. Die Meridiankurve ergibt sich für $a_1 = 1\,\mathrm{cm}$ und $a_2 = 5{,}77\,\mathrm{cm}$ aus der Gleichung \[ z = \int \frac{r^2\pm a_1 a_2}{\sqrt{(a_1^2-r^2)(r^2-a_2^2)}} \,dr \] wenn von den beiden Vorzeichen im Zähler das negative gewählt wird. Das Modell gehört zu einer Gruppe von 4 Rotationsflächen mit konstantem mittleren Krümmungsmaß: Onduloid, Nodoid, Ring des Nodoids, Catenoid (Modelle II/3a-d). Vergleiche Schilling, M.: Catalog mathematischer Modelle für den höheren mathematischen Unterricht, 7. Auflage (1911), S. 146.