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Excel-Forum (Archiv)
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Wie viele Kreise passen auf eine Kugeloberfläche?

Wie viele Kreise passen auf eine Kugeloberfläche?
13.09.2017 08:51:01
Sascha
Hi folks,
ich stehe vor einem für mich etwas größeren Problem, da ich mathematisch nicht den Wissensstand habe den ich gerne hätte.
Ich möchte gerne berechnen wie viele Kreise (annähernde Anzahl reicht aus) auf die Oberfläche einer Kugel passen ohne das die Kreise sich überlappen.
Die Kreisdurchmesser sind statisch, ich möchte keine verschiedenen Kreise verwenden um die Fläche noch optimaler zu bedecken.
Ich habe hier im Forum einen alten Beitrag gefunden der mir etwas weitergeholfen hat:
https://www.herber.de/forum/archiv/828to832/828804_Optimierung_Kreise_in_Viereck.html#top
Warum ich das berechnen will? Ich möchte so etwas bauen:
Userbild
Die Kreise haben einen Durchmesser von 50mm und die Kugel einen Durchmesser von 500mm. Nach der Oberflächenformel V = 4*Pi*r² = Pi*d² habe ich eine Fläche berechnet von 785'398mm².
Behandle ich diese Fläche wie ein Quadrat (was sie sicherlich nicht ist) und ziehe die Quadratwurzel daraus, erhalte ich eine Kantenlänge von 886mm. Danach kann ich die Formel anwenden, die ich auf der Seite die ich oben verlinkt habe, gefunden habe.
=ABRUNDEN(A1/A3;0)*ABRUNDEN(A2/A3;0)
A1: Länge
A2: Breite
A3: Durchmesser
Berechnet werden mir 289 Stück. Ich bin mir sicher das dieses Ergebnis wirklich nur ganz grob zutrifft, oder sogar komplett falsch ist.
Ich würde mich freuen wenn ihr mir weiterhelfen könnt.
LG Sascha

4
Beiträge zum Forumthread
Beiträge zu diesem Forumthread

Betreff
Datum
Anwender
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AW: Quadratur des Kreises ?
13.09.2017 12:17:28
mmat
Hallo,
also wenn ich Quadrate mit einer Kantenlänge von 50mm nehme, bin ich schon bei 314 Stück. Wahrscheinlich sind es ein paar Kreise mehr, da die ja teilweise ineinander verschachtelt werden.
Andererseits ist da noch das Loch und die Abstände zwischen den Kreisen ...
Gibt's irgendwo eine Formel für Hexagons? Das dürfte am ehesten für die Annäherung geeignet sein.
AW: Quadratur des Kreises ?
13.09.2017 17:04:42
Niclaus
Hallo mmat
Meinst Du nicht Ikosaeder? ;-))
Ich komme auf 316 Kreise! Dabei ist zu beachten: Die Kugel mit 500 mm Durchmesser wird dabei "abgeschliffen". Würde man die Kreise auf die Kugel "aufkleben" wären etwa 320 nötig.
Aber ganz sauber lässt sich das mathematisch nicht so einfach lösen. Schon die Konstruktion des Fussballes führt zu hochwissenschaftlichen Problemen:
http://www.mathematik.uni-kassel.de/~koepf/Vortrag/Fussball-2006.pdf
http://www.mathematische-basteleien.de/fussball.htm
Grüsse Niclaus
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AW: Quadratur des Kreises ?
14.09.2017 13:44:06
mmat
Naja, ich denk mal, das kommt der Kreisform bzw. Kugelform schon verdächtig nahe. Du dürftest jetzt genug Anhaltspunkte haben, es sind wohl ein paar mehr wie die ursprünglichen 289...
Viel Spass beim basteln
AW: Quadratur des Kreises ?
15.09.2017 07:05:20
Sascha
Ja, die Formel die ich verwendet habe kann gar nicht stimmen. Denn wenn man es mit Quadraten berechnet kommt man auf 314, und diese sind nicht ineinander verschachtelt !!
Ich danke euch für eure Hilfe ;-)
Ich werde mal sehen was ich mit dem Eulerschen Polyedersatz erreichen kann.

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