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Horizont Entfernung
 
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Das Quadrat
Gast





Beitrag Das Quadrat Verfasst am: 21. Okt 2014 19:09    Titel: Horizont Entfernung Antworten mit Zitat

Hi Leute, wir haben die Aufgabe:
Ein Mensch treibt in seinem Boot auf dem Meer und betrachtet den Horizont auf der Suche nach einem Schiff. Bis zu welcher Entfernung s kann der Schiffbrüchige ein Containerschiff sehen, wenn die höchsten Aufbauten des Schiffes über den Wasserspiegel ragen und er selbst aus einer Höhe von auf den Horizont schaut?
Nehmen Sie an, dass die Sichtweite nur durch die Erdkrümmung begrenzt. ist. Wie ändert sich das Ergebnis für die Sichtweite, wenn Sie annehmen und ? Welche Schlussfolgerung ziehen Sie aus dem Vergleich der Zahlenwerte?

Meine Ideen:

Ich habe die Entfernung mit dem Satz des Pythagoras gelöst. Ich komme dabei auf:



. Ehrlich gesagt kommt mir das ziemlich viel vor. Kann das überhaupt stimmen?

Danke!!! Buschmann
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 21. Okt 2014 19:26    Titel: Re: Horizont Entfernung Antworten mit Zitat

Das Quadrat hat Folgendes geschrieben:
Ich habe die Entfernung mit dem Satz des Pythagoras gelöst. Ich komme dabei auf:

grübelnd
Bei mir übrigens rund 23 km.


Zuletzt bearbeitet von franz am 21. Okt 2014 19:29, insgesamt einmal bearbeitet
Das Quadrat
Gast





Beitrag Das Quadrat Verfasst am: 21. Okt 2014 19:29    Titel: Antworten mit Zitat

Hi franz, ich hätte noch dabei schreiben sollen das sind. smile
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 21. Okt 2014 19:31    Titel: Antworten mit Zitat

Darum geht es nicht, sondern um die gesamte Streckenlänge (Luftlinie), die sich aus den entsprechenden Katheten zweier Dreicke zusammensetzt.
Das Quadrat
Gast





Beitrag Das Quadrat Verfasst am: 21. Okt 2014 19:48    Titel: Antworten mit Zitat

Welche Steckenlänge (Luftlinie) meinst du denn? Ich dachte das es ein rechtwinkliges Dreieck bildet mit der Kathete und der Hypothenuse . Was meinst du nun? grübelnd
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 21. Okt 2014 19:58    Titel: Antworten mit Zitat

Hast Du schon eine Skizze, wo man vom Boot aus (2 m) gerade noch die Spitze des Containerschiffs (40 m) sieht? Da gibt es einen kritischen Punkt zwischendurch auf dem Meer für den Sichtstrahl, der die gesuchte maximale Entfernung beschreibt. Am besten mal skizzieren:

M Erdmittelpunkt
C Containerspitze
B Bootspitze
X kritischer Punkt
R = MX Erdradius

Es gibt 2 Dreiecke:
MBX
MCX ...

Wichtig: Wo sind die rechten Winkel?
Das Quadrat
Gast





Beitrag Das Quadrat Verfasst am: 21. Okt 2014 20:24    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe dazu mal eine Skizze erstellt und hochgeladen. directupload.net/file/d/3782/yyod6rcg_jpg.htm (Das w w w muss noch eingefügt werden)

So müsste es richtig sein?
Falls ja, erhalte ich zwei Dreiecke wobei ein Dreieck ein gleichseitiges und ein Dreieck ein gleichschenkliges Dreieck sein muss. Das heißt, ich kenne auch die Winkel.

Gleichseitiges Dreieck:
60Grad,60Grad,60Grad

Gleichseitiges Dreieck:
30Grad,30Grad,120Grad

Nun kann ich den Sinussatz benutzen um die fehlende Seite zu berechnen. Soweit richtig?
Danke!!! smile
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 21. Okt 2014 20:34    Titel: Antworten mit Zitat

Die Sichtlinie ist quasi eine Tangente an den Kreis (durch X). Soweit OK.
Die Winkel brauchst Du nicht, mit einer wichtigen Ausnahme: Zwischen dieser Tangente und dem Berührungsradius XM besteht ein fester Winkel, dessen Wert man schon anhand der Skizze erahnen kann...
Das Quadrat
Gast





Beitrag Das Quadrat Verfasst am: 21. Okt 2014 20:41    Titel: Antworten mit Zitat

Also ich würde sagen 90Grad. Allerdings passt es dann mit der Konstruktion des gleichschenkligen und gleichseitigen Dreiecks nicht mehr und die Winkel die ich eingezeichnet habe passen dann auch nicht? grübelnd
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 21. Okt 2014 20:53    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, die passen nicht. Wobei überhaupt zu fragen ist, wie Du darauf kommst. Ebenfalls sehr fraglich ist, dass man nach Deiner Skizze aus einer Höhe von 2m über dem Nordpol die 40m hohen Aufbauten eines Containerschiffs am Äquator sehen kann.
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 21. Okt 2014 20:59    Titel: Antworten mit Zitat

Das Quadrat hat Folgendes geschrieben:
Also ich würde sagen 90Grad.

Thumbs up!
Und jetzt weiter ... Pythagoras: Erst für eins der beiden Dreiecke, dann für's andere ... was war gesucht?
Das Quadrat
Gast





Beitrag Das Quadrat Verfasst am: 21. Okt 2014 21:39    Titel: Antworten mit Zitat

Sind die beiden Winkel bei X nicht beide 90Grad? Da doch die Gerade also die Tangente 180Grad sein muss?

Schonmal Danke! smile
Das Quadrat
Gast





Beitrag Das Quadrat Verfasst am: 21. Okt 2014 22:47    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe jetzt gerechnet:







Stimmt das nun?
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 22. Okt 2014 05:05    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, abgesehen vom Fehlen der Einheit und einer sinnvolle Rundung.

Es geht weiter:
Zitat:
Nehmen Sie an, dass die Sichtweite nur durch die Erdkrümmung begrenzt. ist. Wie ändert sich das Ergebnis für die Sichtweite, wenn Sie annehmen und ? Welche Schlussfolgerung ziehen Sie aus dem Vergleich der Zahlenwerte?


Dazu ein Hinweis auf die relativ kleinen Höhen bei B (b << R) und C (c<<R), den man übrigens auch schon oben hätte berücksichtigen können:



Die Zusatzfrage würde ich jetzt so interpretieren: Wie ändert sich die maximale Sichtweite, wenn sich b oder c ändern? Macht es einen Unterschied, ob jemand auf die 40 Meter noch einen draufsetzt, oder ob der Schiffbrüchige drei statt zwei Meter schafft?
Das Quadrat
Gast





Beitrag Das Quadrat Verfasst am: 22. Okt 2014 09:05    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist ja schonmal gut das es soweit passt. smile

Ich habe zuerst an die Approximation durch für gedacht.

Wenn man es aber einmal ungeachtet irgendwelcher Formeln betrachtet sind die 2 Meter und die 40Meter im Vergleich zu verschwindent gering so das man diese auch weglassen könnte da es bei sollchen Abständen so gut wie keinen Unterschied macht.

Jetzt noch meine Idee:

Ich habe nun mal also mit umschrieben mit und bin auf: gekommen.
Das Gleiche für: und da bin ich auf:
gekommen.



Ist es eigentlich eine Faustregel wenn man eine Größe hat die sehr viel kleiner als eine andere Größe ist das man diese durch approximiert? bzw. es gibt da ja auch noch ein paar andere Formeln ...

Ich habe deine Rechnung nun auch einmal nachgerechnet und ich komme auf exakt das Gleiche. Die Interpretation ist nun das die 2Meter und die 40Meter in dem Gesamtabstand vernachlässigbar klein. Kann man das so sagen?

Danke franz! smile
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 22. Okt 2014 09:39    Titel: Antworten mit Zitat

Das Quadrat hat Folgendes geschrieben:
Ist es eigentlich eine Faustregel wenn man eine Größe hat die sehr viel kleiner als eine andere Größe ist das man diese durch approximiert? bzw. es gibt da ja auch noch ein paar andere Formeln ...

Das ist nur ein Beispiel für die Entwicklung nach Taylorreihen.
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 22. Okt 2014 09:53    Titel: Antworten mit Zitat

Das Quadrat hat Folgendes geschrieben:
und bin auf: gekommen.

grübelnd
Ändert zwar kaum das Ergebnis, aber:


Das Quadrat
Gast





Beitrag Das Quadrat Verfasst am: 22. Okt 2014 09:55    Titel: Antworten mit Zitat

Herzlichen Dank franz, du hast mir sehr kompetent weiter geholfen. Da kein Einwand von deiner Seite kam war die Interpretation wohl auch richtig.
Ich werde mich wohl nun öfter blicken lassen ...

Bis zum nächsten mal! smile
Das Quadrat
Gast





Beitrag Das Quadrat Verfasst am: 22. Okt 2014 09:58    Titel: Antworten mit Zitat

franz hat Folgendes geschrieben:
Das Quadrat hat Folgendes geschrieben:
und bin auf: gekommen.

grübelnd
Ändert zwar kaum das Ergebnis, aber:




Ich habe und mit umschrieben und nicht die komplette Wurzel. Nur das keine Verwirrung aufkommt.

Gruß! Thumbs up!
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 22. Okt 2014 10:05    Titel: Antworten mit Zitat

Das Quadrat hat Folgendes geschrieben:
Nur das keine Verwirrung aufkommt.

Naja ... viel Schbass noch. :-)
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