Die gekreuzten Leitern
AFB I–IIZwischen zwei senkrechten Hauswänden lehnen zwei Leitern über Kreuz. Die eine reicht an der linken Wand bis in 6 m Höhe, die andere an der rechten Wand bis in 3 m Höhe. Die Leitern kreuzen sich im Punkt \(S\).
- Bestimmen Sie mit der X-Figur, in welchem Verhältnis \(S\) die Leiter teilt, die an der linken Wand lehnt.
- Berechnen Sie die Höhe \(h\) des Kreuzungspunkts über dem Boden.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Die Wandstücke (6 m und 3 m) sind parallel; die Dreiecke um \(S\) sind ähnlich (Scheitel- und Wechselwinkel). Die Leiter wird im Verhältnis \(6:3=2:1\) geteilt: \(S\) liegt bei \(\frac{2}{3}\) der Leiter, von der hohen Wand aus gemessen.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Vom Fußpunkt dieser Leiter an der rechten Wand aus: \(\frac{h}{6}=\frac{1}{3}\), also \(h=2\) m (Kontrolle: \(\frac{2\cdot6\cdot3}{6+3}:2=2\)).
Unabhängig vom Abstand?
AFB II–IIILina misst bei den gekreuzten Leitern aus Aufgabe 1 den Abstand der Wände: 4 m. Ben hat dieselbe Situation mit einem Wandabstand von 7 m gezeichnet und behauptet: „Bei mir kreuzen sich die Leitern höher, weil sie länger sind.“
- Leiten Sie allgemein her, dass für Wandhöhen \(a\) und \(b\) gilt: \(h=\frac{a\cdot b}{a+b}\).
- Deuten Sie das Ergebnis: Welche Größe kommt in der Formel nicht vor?
- Beurteilen Sie Bens Behauptung.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
X-Figur: \(S\) teilt die Leitern im Verhältnis \(a:b\). V-Figur mit Scheitel am Fuß der Leiter, die an der Wand der Höhe \(a\) lehnt: \(\frac{h}{a}=\frac{b}{a+b}\), also \(h=\frac{ab}{a+b}\).
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Der Wandabstand kommt nicht vor: Die Höhe des Kreuzungspunkts hängt nur von den Wandhöhen ab — hier immer \(\frac{18}{9}=2\) m.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Ben irrt: Längere Leitern bei größerem Abstand verschieben \(S\) nur waagerecht, die Höhe bleibt 2 m. Das zeigt die Formel aus a); eine Zeichnung mit 7 m Abstand bestätigt es.
