0 Daumen
839 Aufrufe

Aufgabe:

Auf der Erdoberfläche lastet die gesamte Luftschicht und verursacht den atmosphärischen Druck. Dieser wird in Hektopascal (hPa) angegeben und beträgt in Meereshöhe etwa 1013 hPa. Je höher man steigt, desto „dünner“ wird die Luft. Der Luftdruck nimmt um 1,23 % pro 100 m Höhenunterschied ab.

a) Auf wieviel Prozent ist der Luftdruck in 1 km Höhe ungefähr gesunken?

b) Wie ändert sich der Luftdruck, wenn man aus einer Höhe von 500 m bei beständigem Wetter auf die Zugspitze (2962 m) steigt?


Problem/Ansatz:

Ich komme einfach nicht auf die Lösung und habe Schwierigkeiten beim Rechnen. Ich würde mich sehr über eine Antwort freuen!

Avatar von

2 Antworten

0 Daumen

das ist eine einfache exponentielle Abnahme

po=1013 hPa

p(h)=po*a^(h)  → h=0 → p(0)=po*a⁰=po*1=po

p(100)=po-po/100%*1.23%=po*(1-1,23 %/100%)

a=1-p/100%=1-0,0123=0,9877exponentielle Abnahme

a=1+p/100% → potentielle Zunahme

p(h)=10123 hPa*0,9877^(1/100 m*h)

Hinweis: 1/100 m ist die Umrechnung von der Höheneinheit 100 m auf 1 m

p=1,23% bezieht sich ja auf die Einheit 1,23 % pro 100 m → 1/100 m

a) h=1 km=1000 m

p(1000)=1013 hPa*0,9877^(1/100 m*1000 m)=895,073 hPa

100 % → 1013 hPa → 1% 1013 hPa/100%

895,074 hPa/(1013 hPa/100%)=895,073/1013*100%=88,35%  → 100%-88,35%=11,64% gefallen

b) Werte einsetzen und vergleichen

p(500)=1013 hPa*0,9877^(1/100m*500m)=952,21 hPa in 500 m Höhe

p(2962)=1013 hPa*0,9877^/1/100m*2962m)=702,107 hPa in 2962 m Höhe

den Rest schaffst du selber

exponentiailfunktio.JPG

Text erkannt:

Siehe Mathe-Forme1buch,was man privat in jedem Buchladen bekommt. Formel: \( y=f(x)=a^{x} \) mit a \( E P \) und \( a>0 \) und a unGleich 1 x 5 p \( \quad f(x+1)=f(x) *_{a} \)
Mit \( e^{x *} \ln (a)=a^{x} \) kann \( y=f(x)=a^{x} \) durch \( S_{t r e c k u n g / S} \) tauchung mit \( \ln (a \)
aus der e-Funktion gewonnen werden. Durchläuft in \( f(x)=c^{*} a^{x}(c \neq 0 \) und \( a>0 \) und \( a \neq 1) \) das Argument \( x \) eine "arithmetische Folge", so durchlauft der Funktionswert \( f(x) \) afno n eine "geometrische Folge" Die "Exponentialfunktion" kommt in folgender Form vor:
1) \( N(t)=N_{0} \cdot a^{t} \quad \) No=Anfangswertrzum Zeit punkt \( t=0 \quad N(0)=N_{0} \neq_{a}^{0}=N_{0} * 1 \)
2) \( N(t)=N_{0} * e^{-b * t} \) Formel fúr den radioaktiven Zerfall No=zerfallsfahige Atonkerne zum Zeitpunkt \( \mathrm{t}=0 \) (Anfangswert) b= Zerfallskonstante, abhAngig vom Materia. T=Halbwertszeit, hier sind von No die Hälfte aller zerfallsfähigen Atomkerne zerfallen. \( N(T)=\mathrm{No} / 2 \)
daraus errechnet sich die "Zerfallskonstante" b \( \mathrm{N}(\mathrm{T})=\mathrm{No} / 2=\mathrm{No}^{*} \)
\( 1 / 2=\mathrm{e}^{-\mathrm{b}^{*} \mathrm{~T}} \) logarithmiert ergibt \( \ln (0,5)=-\mathrm{b}^{*} \mathrm{~T} \) ergibt \( \mathrm{b}=\ln (0,5) /-\mathrm{T} \)
nach 1 Jahr \( \mathrm{K}(1)=\mathrm{K}_{0}+\mathrm{K}_{0} / 100 \% * \mathrm{p}=\mathrm{K}_{0} *(1+\mathrm{p} / 100 \%) \)
\( a=(1+p / 100 \%) \) ergibt die Forme1
\( \underline{K(t)=K_{0} *(1+p / 100 \%)^{t}} \)
Beispiel: "exponetielle A bnahme" Anfangskapital \( \mathrm{Ko} \) nach 1 Jahr \( K(1)=K_{0}-K_{0} / 100 \% * p=K_{0} *(1-p / 100 \%) \)
\( a=(1-p / 100 z) \)
\( K(t)=K o *(1-p / 100 q)^{t} \)

 ~plot~1013*0,9877^(x/100);895,1;952,2;702,12;[[0|3000|100|1100]];x=1000;x=500;x=2962~plot~

Avatar von 6,7 k
0 Daumen

Hallo

der Luftdruck nimmt auf je 100m um 1,23% ab, sinkt also auf (100-1,23)% also auf 98,77%

also ist er in 100m noch 0,9877*1013 hPa

in 200 m dann 0,9877*(0,9877*1013 hPa)=0,9877^2*1013hPa

in 300m ....

......

in 1000 m dann P=0,9877^10*1013hPa

b) zuerst  wie in a) aber für 500m rechnen, dann für 2962 m

dazu 2962m=29,62*100m rechnen um die Hochzahl zu bestimmen.

allgemein P(h)=1013*0,9877(h/100m)

Gruß lul

Avatar von 108 k 🚀

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community