Klasse 13: Analytische Geometrie - Abiturvorbereitung

erarbeitet von R. Bothe

 

| Aufgabenübersicht Klasse 13  | Aufgabe |

 

Möglicher Lösungsweg - Aufgabe h):

Vorüberlegung:

Eine Kugel, die an einer geneigten Ebene rollt, hinterlässt auf dieser Ebene eine Spur. Diese Spur (CPt) verläuft senkrecht zur Spurgeraden (AB) der geneigten Ebene (E1)  mit der x-y-Ebene. Da die Kugel die Ebene im Punkt C berührt, muss der Ausgangsmittelpunkt MK der Kugel lotrecht über C liegen. Sein Abstand zu C muss 0,5 LE betragen.

Gleichung der Spurgeraden:

 

 

 

Die Strecken AB und CPt müssen senkrecht aufeinander stehen das Skalarprodukt ihrer Vektoren ist also 0. Es  ergibt sich der folgenden Ansatz:

 

Richtungsvektor der Rollrichtung:

 

 

Spur der Kugel auf der Ebene E1:

 

 

Ausgangsmittelpunkt (den Normalvektor der Ebene E1 normieren!):

 

Kontrolle, ob der Mittelpunkt MK „über“ E1 liegt: (O liegt im anderen Halbraum!!)

 

Gleichung der Geraden, auf der sich die Mittelpunkte der rollenden Kugel bewegen:

 

Ansatz zur Berechnung des Mittelpunktes der durch E2 gebremsten Kugel:

 

 

 

 

Da die Ebene E1 in Richtung der x-y-Ebene fällt, muss der Mittelpunkt der gebremsten Kugel den größeren z-Wert haben.

Skizze:

 

 

 

 

 

 

 

zurück