Rolltreppe im Kaufhaus
AFB I–IIEine Stufe einer Rolltreppe fährt in 30 Sekunden gleichmäßig vom Fußpunkt \(A(2|0|0)\) zum oberen Ende \(B(14|0|9)\) (1 LE = 1 m).
- Berechnen Sie den Vektor, um den sich die Stufe pro Sekunde verschiebt.
- Bestimmen Sie die Position der Stufe nach 10 Sekunden.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
\(\overrightarrow{AB}=\begin{pmatrix}12\\0\\9\end{pmatrix}\), pro Sekunde \(\tfrac1{30}\overrightarrow{AB}=\begin{pmatrix}0{,}4\\0\\0{,}3\end{pmatrix}\).
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
\(\overrightarrow{OA}+10\cdot\begin{pmatrix}0{,}4\\0\\0{,}3\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}6\\0\\3\end{pmatrix}\): Die Stufe ist nach 10 s in \((6|0|3)\), also 3 m hoch.
Wimpel an einem Seil
AFB II–IIIEin Seil ist geradlinig von \(P(1|2|3)\) nach \(Q(10|-4|9)\) gespannt (1 LE = 1 m). Drei Wimpel sollen es in vier gleich lange Stücke teilen.
- Ermitteln Sie die Koordinaten der drei Wimpel.
- Leiten Sie eine Formel für den Ortsvektor des Punktes \(T\), der von \(P\) aus den Anteil \(k\) (mit \(0\le k\le1\)) der Strecke \(\overline{PQ}\) zurückgelegt hat, her.
- Widerlegen Sie die Behauptung, dass \(R(4|0|6)\) das Seil im Verhältnis 1 : 2 teilt.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
\(\overrightarrow{PQ}=\begin{pmatrix}9\\-6\\6\end{pmatrix}\), \(\tfrac14\overrightarrow{PQ}=\begin{pmatrix}2{,}25\\-1{,}5\\1{,}5\end{pmatrix}\): \(W_1(3{,}25|0{,}5|4{,}5)\), \(W_2(5{,}5|-1|6)\), \(W_3(7{,}75|-2{,}5|7{,}5)\).
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
\(\overrightarrow{OT}=\overrightarrow{OP}+k\,(\overrightarrow{OQ}-\overrightarrow{OP})=(1-k)\,\overrightarrow{OP}+k\,\overrightarrow{OQ}\). Für \(k=\tfrac12\) ergibt sich die Mittelpunktformel.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Ein Drittel: \(\overrightarrow{OP}+\tfrac13\overrightarrow{PQ}=\begin{pmatrix}4\\0\\5\end{pmatrix}\). \(R\) stimmt in \(x_1\) und \(x_2\) überein, aber nicht in \(x_3\) (6 statt 5); \(R\) liegt gar nicht auf dem Seil.
