Vektorrechnung (Ebenen): Flugbahn

Aufrufe: 546     Aktiv: 14.12.2021 um 01:35

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Hallo Zusammen,
könnte mir jemand bitte die Aufgabe 5 einmal schrittweise erklären? Bei der a) verstehe ich gar nicht woher man die Geschwindigkeit bekommt, ist es etwa das t in der Geraden g? Bei der b) muss ich doch nur den Schnittpunkt von der Geraden und der Ebene berechnen, nicht wahr? Wenn ich die Lösungen für die Parameter erhalte, wo muss ich diese dann einsetzen um den Schnittpunkt zu berechnen? Und was wäre der Ansatz bei der c)? Muss ich dann gucken, wie viel von diesen 2000m bei der jeweiligen Koordinate verbleiben?
Ich bedanke mich für jede Hilfe schonmal im Voraus!
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Du hast für die Flugbahn eine Gerade gegeben. Darin ist ein Richtungsvektor gegeben. Was drück dieser Richtungsvektor eigentlich genau aus? Wenn du dir diese Frage beantwortest, sollte es dir nicht mehr schwer fallen, die Geschwindigkeit des Flugzeuges zu berechnen.

Schnittpunkt Gerade mit der Ebene hört sich gut an. Du bekommst ja als Lösung Werte für b, l und t raus.

Damit sollte es nicht schwierig sein, alle Fragen zu beantworten.

Konkrete Schnittpunkte berechnet man, indem man die Parameter in die zugehörige Gleichung einsetzt.
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Vielen Dank @lernspass. Die Antwort ist sehr hilfreich, ich komme jedoch nicht darauf was der Richtungsvektor in diesem Beispiel konkret ausdrückt. Ich wäre sehr dankbar, wenn sie mir da helfen könnten.   ─   anasgf 13.12.2021 um 18:22

Der Richtungsvektor gibt doch genau die Positionsänderung in alle 3 Richtungen an. Du wirst durch das t schon auf time aufmerksam gemacht. Also Richtungsänderung (in m) pro t (in s).   ─   lernspass 13.12.2021 um 18:26

vielen dank!
  ─   anasgf 13.12.2021 um 18:56

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Ich wollte schon früher eine Antwort schreiben, wurde aber unterbrochen, und mittlerweile gibt es Antworten, daher eine ergänzende Antwort (dass ich aufgrund der Zeitverschiebung 9 Stunden hinterherhänge, hilft auch nicht wirklich).

"Alle Angaben sind in m" ist phyikalisch verwirrend, weil der gegebene Richtungsvektor des Flugzeugs die Geschwindigkeit des Flugzeugs darstellen soll und eine andere Einheit als m hat. Insofern also kein Wunder, dass man hier durcheinander kommen kann, wenn die Beschreibung in der Aufgabenstellung unklar ist.

Die Parameter b und l stehen als Multiplikatoren bei  der Breite (b) und bei der Länge (l) der Landebahn. Hier ist es sogar theoretisch egal, ob die Einheit Meter an den Parametern oder an den Vektoren steht. Das jeweils andere hat keine Einheit. Auch das muss man sich erstmal klar machen.

Außerdem legt die Formulierung in der Aufgabenstellung nahe, dass die Landebahn 2000m lang und 100m breit wäre. Auch das stimmt nicht, weil die Spannvektoren der Ebene eine Länge von $\sqrt{2}$ haben.

Also: Was ist jetzt eigentlich in der Einheit Meter gegeben?

Fazit:
Die Aufgabe ist ein typisches Beispiel für heutige Oberstufenaufgaben, bei denen es gar nicht so sehr um die Mathematik geht (Länge eines Vektors, Schnittpunkte sind ja eher Standard-Aufgaben). Es geht vielmehr um die richtige Modellierung und die richtige Anschauung. Man muss herausbekommen, welches Rechenverfahren angewendet werden muss, welche Einheiten an welcher Stelle gefragt sind, und welche kleine Falle sich evtl. noch in der Aufgabe versteckt.

Einerseits würde helfen, wenn man in solchen Aufgaben die Einheiten an die Zahlen schreiben würde, aber da ja viele Leute Angst vor Mathe-Aufgaben mit Physik-Kontext haben, macht man es lieber so...
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Ich weiß ja nicht, warum der Fragende am Anfang das Problem hatte, die Geschwindigkeit in der Aufgabenstellung zu finden. Vielleicht war es die erste derartige Aufgabe. Wenn ähnliche Aufgaben schon ein paar mal gemacht wurden, dann sollte es das Problem ja nicht mehr geben. Außerdem wurde im Kommentar genau das nachgefragt.
Ich finde die Aufgabe verwirrend für jemanden, der vermutlich erstmal damit kämpft, überhaupt die mathematischen Werkzeuge zu lernen...
...und genug Leute malen sich eine Skizze mit einer 2000mx100m Landebahn...

Leider kommen solche Aufgaben mit versteckten Multiplikatoren immer mal wieder im Abitur vor...
(im Endeffekt ist eine singulierte Aufgabe hier aber der falsche Ort für solch eine exemplarische Ausführung. Da gebe ich Dir Recht. Aber wo wäre der richtige Ort?)

Achso: Die Rechnung habe ich natürlich in meiner Antwort nicht nochmal erklärt... das hatte ich ursprünglich geplant...
  ─   joergwausw 14.12.2021 um 01:32

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