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Die Strahlensätze

Kirchturm und Kran: Zwei Aufgaben, in denen die Strahlensätze unzugängliche Längen messbar machen.

1

Wie weit ist die Insel?

AFB I–II

Von einem Punkt \(Z\) am Ufer peilt Lea zwei Bojen an. Auf der ersten Peillinie steckt sie nach \(\overline{ZA}=12\) m einen Stab \(A\), auf der zweiten nach \(\overline{ZB}=9\) m einen Stab \(B\). Die Verbindung \(AB\) ist parallel zur Verbindungslinie \(A'B'\) der beiden Bojen. \(\overline{AB}=4\) m, der Abstand der Bojen ist \(\overline{A'B'}=30\) m.

Peilfigur
ZAA′BB′129430
Längen in m, nicht maßstäblich
  1. Geben Sie den Streckfaktor \(k\) an, der \(AB\) auf \(A'B'\) abbildet.
  2. Berechnen Sie die Entfernungen \(\overline{ZA'}\) und \(\overline{ZB'}\) zu den Bojen.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Parallelenstücke vergleichen.
Hinweis zu Aufgabe b)
Ganze Strecken ab Z mal k.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

\(k=\frac{30}{4}=7{,}5\).

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

\(\overline{ZA'}=7{,}5\cdot12=90\) m, \(\overline{ZB'}=7{,}5\cdot9=67{,}5\) m.

2

Der Baukran

AFB II–III

Ein Kranausleger ist ein 24 m langer Stab, der schräg nach oben zeigt. Vom Fußpunkt \(Z\) des Auslegers hängt nach 6 m ein senkrechtes Stahlseil von 2,5 m Länge bis zu einer waagerechten Stange, die auf dem Boden liegt. Am Ende des Auslegers hängt ein zweites senkrechtes Seil bis zum Boden. Ein Bauarbeiter meint: „Das zweite Seil ist 24 − 6 + 2,5 = 20,5 m lang.“

  1. Skizzieren Sie die Situation als Strahlensatzfigur und beschriften Sie \(Z\) und die gegebenen Längen.
  2. Ermitteln Sie die Länge des zweiten Seils.
  3. Überprüfen Sie die Rechnung des Bauarbeiters.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Ausleger und Boden sind die beiden Strahlen, die Seile die Parallelen.
Hinweis zu Aufgabe b)
2. Strahlensatz mit ganzen Strecken ab Z.
Hinweis zu Aufgabe c)
Welche Rechenart gehört zum Strahlensatz?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Strahl 1: Ausleger mit \(\overline{ZA}=6\) m, \(\overline{ZA'}=24\) m. Strahl 2: Boden. Parallelen: Seile \(\overline{AB}=2{,}5\) m und \(\overline{A'B'}\) (senkrecht, also parallel). Vollständig, wenn Z, A, A′, B, B′ und die Längen eingetragen sind.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

\(\frac{\overline{A'B'}}{2{,}5}=\frac{24}{6}=4\) ⇒ \(\overline{A'B'}=10\) m.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Die Rechnung ist falsch: Längen in Strahlensatzfiguren werden mit dem Streckfaktor multipliziert, nicht addiert. Richtig sind 10 m, nicht 20,5 m.