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Wie groß ist der Flächeninhalt einer Zone der Erde, die zwischen den Breitenkreisen mit φ_{1} = 30°, φ_{2} = 60° nördlicher Breite liegt, und welchen Teil der gesamten Erdoberfläche stellt diese Zone dar?

Die Erde wird genähert als Kugel mit dem Radius r = 6370 km betrachtet.

blob.png


Ansatz/Problem:

Da soll ich ja im Grunde nichts anderes als die Mantelfläche der Kugelzone/-schicht berechnen.

Für die Mantelfläche gilt ja: M = 2*pi*r*h

Die Frage ist, stimmt da meine Höhe mit r/6?

Wenn ja:

M = 2*pi*6370km*(6370km/6)


Im Löser steht da was von:

M = 2*pi*r²*(sin60°-sin30°)


Das ergibt für mich keinen Sinn, weil diese Breitenkreise in Grad ja gar nichts mit einem "Winkel" zu tun haben.

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Beste Antwort
deine Formel M = 2*pi*r*h gilt  für Kugelkappen.

Hier geht es wohl mit der Differenz zweier Kugelkappen.
Für eine Kugelkappe hat man die Mantelflächenformel
M = 2*pi*h*R    siehe Skizze für den 30° Breitenkreis.
Kugelkappe blau.
Bild Mathematik

Dann ist sin(30°) = R-h / R also h=R*(1-sin(30°) )
einsetzen bei M = 2*pi*h*R
M1 = 2*pi*R *R*(1-sin(30°)
und für die Kappe beim 60° Winkel (Breitenkreis)
M2 = 2*pi*R *R*(1-sin(60°)
jetzt beides subtrahieren:   passt
Avatar von 289 k 🚀

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