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Aufgabe:Von einem Leuchtturm wird ein Schiff,das geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit fährt,zum Zeitpunkt t=0 im Punkt (-2|-1) geortet.Eine halbe Stunde später befindet es sich im Punkt(-1|1)



Problem/Ansatz:

a) Geben Sie die Zeit-ort-Gleichung des Schiffes an,wenn die Zeit t in stunden gemessen wird.


(Verstehe ich gar nicht)

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Hallo Fataha,

Gesucht ist eine Zeit-Ort-Gleichung. Ein Ort \(\vec{p}\) ist eine Position in der Ebene mit zwei Koordinaten. Eine Zeit-Ort-Gleichung ist ein Gleichung, die einen Ort (bzw. Position) \(\vec{p}\) in Abhängigkeit der Zeit \(t\) liefert. Also $$\vec{p}(t) = ?$$

Da sich das Schiff geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, kann sein Ort als Geradengleichung in dieser Form angegeben werden: $$\vec{p}(t) = \vec{p}_0 + t \cdot \vec{v} $$ wobei \(\vec{p}_0\) die Position zum Zeitpunkt \(t=0\) ist (\(\vec{p}_0 = \vec{p}(t=0)\)) und \(\vec{v}\) gibt die Fahrtrichtung des Schiffes und in diesem Fall auch das Wegstück an, was das Schiff in einer Stunde zurücklegt - bzw. den Geschwindigkeitsvektor des Schiffs.

\(\vec{p}(t=0)\) ist gegeben: $$\vec{p}_0 = \vec{p}(t=0) = \begin{pmatrix} -2\\ -1 \end{pmatrix}$$ Den Vektor \(\vec{v}\) erhält man aus der Information, dass sich das Schiff nach einer halben Stunde bei \((-1|1)\) befinden muss. D.h. es muss gelten: $$\begin{aligned} \vec{p}(t=\frac 12) = \begin{pmatrix} -1\\ 1 \end{pmatrix} &= \vec{p}_0 + \frac 12 \cdot \vec{v} \\ \begin{pmatrix} -1\\ 1 \end{pmatrix} - \vec{p}_0 &= \frac 12 \cdot \vec{v} \\ \begin{pmatrix} -1\\ 1 \end{pmatrix} - \begin{pmatrix} -2\\ -1 \end{pmatrix} &= \frac 12 \cdot \vec{v} \\ \begin{pmatrix} 1\\ 2 \end{pmatrix}  &= \frac 12 \cdot \vec{v} \\ 2 \begin{pmatrix} 1\\ 2 \end{pmatrix}  &= \vec{v} \\  \begin{pmatrix} 2\\ 4 \end{pmatrix}  &= \vec{v} \end{aligned}$$ Die vollständige Zeit-Ort-Gleichung lautet also $$\vec{p}(t) =\begin{pmatrix} -2\\ -1 \end{pmatrix} + t \cdot   \begin{pmatrix} 2\\ 4 \end{pmatrix}$$

Untitled2.png  

noch eine Skizze, um das Ergebnis zu veranschaulichen.

Avatar von 48 k

Deine Erklärung gefällt mir!

 Danke.....  :-)

Vielen Dank für so eine ausführliche Lösungsweg,hat mir weitergeholfen.

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zum Zeitpunkt t=0 im Punkt A(-2|-1) geortet.Eine halbe Stunde später befindet es sich in Punkt(-1|1).

Dann ist es eine ganze Stunde später im Punkt B(0|3) und die Punkte A und B haben den Abstand √(22+42)≈4,472. Wenn die Punkte in km-Koordinaten angegeben sind, dann ist die Geschwindigkeit 4,472 km/h.

Avatar von 123 k 🚀

Danke für die Antwort aber ich verstehe es immer noch nicht ganz wie man es in vektor angibt bzw. Wie man auf t1 kommt...

Das ist die Lösung a)1544005544966-1508140717.jpg

Ich hab dir mal den Weg des Schiffes in den ersten beiden halben Stunden im Koordinatensystem dargestellt. Der Gesamtweg nach einer Stunde wird mit Pythagoras gefunden.

blob.png

Ah, also man braucht kein Einheitsvektor für diese Aufgabe sondern nur Satz des Pythagoras?

Der Satz des Pythagoras ermöglicht es überhaupt, die Länge eines Vektors zu bestimmen.

Die zweidimensionale Vektorrechnung begründet sich vollständig durch elementare Geometrie und durch lineare Funktionen. Alles, was in der zweidimensionalen Vektorrechnung dargestellt werden muss, lässt sich auch elementar-geometrisch darstellen.

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