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Winkelfunktionen Donauturm Schattenlänge Übung

Aufgabe: Winkelfunktionen Donauturm Schattenlänge Übung


Der Donauturm in Wien (Breitengrad 48° 12′) ist 252 m hoch.

Was für ein Schatten wirft er zu Mittag?

a) am 21. Juni (höchster Sonnenstand)  

b) am 21. Dezember (niedrigster Sonnenstand)

 
Winkelfunktionen Donauturm Schattenlänge
 
 

Lösung: Winkelfunktionen Donauturm Schattenlänge Übung


1. Schritt: Aufstellen der Formeln:

 
Hierbei ist der Neigungswinkel der Erde bei der Umlaufbahn um die Sonne zu berücksichtigen (Ekliptik).
 
Diese beträgt ε = 23° 27′.
 
Der Breitengrad = β beträgt hier 48° 12′. 
 
 
Höchster Sonnenstand = phi max = 90° – (β – ε)  
 
Niedrigster Sonnenstand = phi min = 90° – (β + ε) 
 
tan α = GK : AK 

 

2. Schritt: Wir berechnen phi max und phi min
 
Vorberechnung:
 
48° 12 ‘ =  48 + 12/60  = 48,2°      und 23° 27’  = 23 + 27/60 = 23,45° 
 
 
φ max = 90° – (β – ε)  
 
φ max = 90° – (48,2° – 23,45°)
 
φ max = 65,25° 
 
 
φ min = 90° – (β + ε)  
 
φ min= 90° – (48,2° + 23,45°)
 
φ min = 18,35° 

 

3. Schritt: Wir berechnen die Schattenlänge für den 21. Juni
 
tan α = Gegenkathete (GK)
                Ankathete (AK) 
 
tan 65,25° =  252 : AK     / * AK
 
tan 65,25° * AK = 252   / : tan 65,25° 
 
AK = 252 : tan 65,25°
 
AK = 116,17 m 
 
A: Die Schattenlänge am 21. Juni beträgt 116,17 m. 

 

4. Schritt: Wir berechnen die Schattenlänge für den 21. Dezember
 
tan α = Gegenkathete (GK)
               Ankathete (AK) 
 
tan 18,35° =  252 : AK     / * AK
 
tan 18,35° * AK = 252   / : tan 18,35° 
 
AK = 252 : tan 18,35°
 
AK = 759,75 m 
 
A: Die Schattenlänge am 21. Dezember beträgt 759,75 m.