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Textgleichung 1 Variable Geschwindigkeitsaufgabe AHS 1

Geschwindigkeit Kleinflugzeug Gegenwind


Ein Kleinflugzeug verspätet sich wegen Gegenwindes von 50 km/h auf einer Strecke von 520 km um 6 Minuten.

a) Eigengeschwindigkeit des Flugzeuges?

b) Flugdauer bei Windstille für die Gesamtstrecke?

Lösung:


1. Schritt: Aufstellen der beiden Gleichungen

Vorberechnungen:

Umrechnung der Minuten in Stunden 6 : 60 = 0,1 h

v = s : t  / * t   d.f.  s = v * t

Grundgleichung: Strecke = Geschwindigkeit * Zeit

Grundgleichung:  s =        v       *    t

Grundgleichung: 520 = (v – 50) * (t + 0,1)

 

Anmerkung: Gegenwind → daher (v – 50)  

Anmerkung: Verspätung → daher (t + 0,1) 

 

Zweite Gleichung: t = s : v    ⇒   t = 520/v

Anmerkung: Dieses Äquivalent von t ersetzt das t in der Grundgleichung!

 
2. Schritt: Wir setzen die zweite Gleichung in die erste Gleichung ein

520 = (v – 50) * (t + 0,1)

520 = (v – 50) * (520/v + 0,1)

 

3. Schritt: Wir vereinfachen die Gleichung (multiplizieren u. zusammenfassen)

520 = (v – 50) * (520/v + 0,1)

520 = 520 – 26 000/v + 0,1v – 5  / – 520

0 =  – 26 000/v + 0,1v – 5  / * v

0 =  – 26 000 + 0,1v² – 5v

0 =  + 0,1v² – 5v – 26 000

 

4. Schritt: Wir berechnen x mit der Mitternachtsformel:

Variablen definieren

a = 0,1  b = – 5 und c = – 26 000

Mitternachtsformel

Bestimmen von v1 und v2

v1 = (+5 – 102,10) : (0,2) v1 =  -485 km/h   ⇒ keine brauchbare Lösung

v2 = (+5 + 102,10) : (0,2) v2 = +535,5 km/h

A: Das Flugzeug hat eine Eigengeschwindigkeit von 535,5 km/h

 

5. Schritt: Zeitdauer berechnen

Zeit = Strecke : Geschwindigkeit

t = s : v

t = 520 : 535,5 

t = 0,97… h    d.f.  58,3 min  (0,97… * 60 ≈ 58,3 min)

A: Bei Windstille braucht das Flugzeug für diese Strecke 58,3 min.