Zeichnen einer Flugbahn Rätsel ist gelöst

Rätsel, die zum Lösen einen größeren Zeitaufwand erfordern, wie z. B. schwierige Physik- und Matherätsel.

Re: Zeichnen einer Flugbahn

Beitragvon Phoenix » Montag 23. April 2012, 18:11

Ich gebe auf :lol:
Das Programm sagt:
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  46/21  

Tja, Bruchrechnung...
Strategisches Brettspiel: Amakta
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Re: Zeichnen einer Flugbahn

Beitragvon Otmar » Montag 23. April 2012, 20:35

Hi Phoenix,
Phoenix hat geschrieben:Tja, Bruchrechnung...

Ich gebe zu, dass ich so lange Rechnungen auch lieber ausrechnen lasse, denn der Spass war ja der Ansatz und die Umstellung der Gleichung auf die Form einer Parabel. Und dafür gibt es: :glueckwunsch: :juchhu: :gutgemacht:
Damit hätten wir eine analytische Lösung und weil da wirklich viel zu rechnen war, habe ich hier noch eine mit mehr geometischen Überlegungen:

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Die erste Überlegung ist, dass die Nägel natürlich in der Flugbahn liegen, denn wenn eine der Latten den Nagel der anderen Latte überstreicht, dann überkreuzen sich die Latten genau an diesem Nagel.

Die obere Darstellung in der folgenden Skizze zeigt die Lage der Latten, wenn die beiden symmtrisch zu den Nägeln liegenden Flugbahnpunkte konstruiert werden. Dann ist immer eine Latte waagerecht.
flug1.png
flug1.png (19.52 KiB) 1114-mal betrachtet

Die untere Grafik hebt 4 Dreiecke aus der oberen Skizze hervor: ein blaues, ein grünes, ein weiteres in blau und hellblau und das vierte in gelb und grün. Die Dreiecke sind ähnlich, was man aus der Symmetrie der Flugbahn ableiten kann.
Nun kann man recht einfach die horizontalen Abstände der Nägel von der Bildmitte berechnen:
flug1formeln.png
flug1formeln.png (42.08 KiB) 1114-mal betrachtet

Bis Gleichung (10) wurde noch nicht verwendet, dass die Bahnkurve einer reibungsfrei fliegende Kanonenkugel eine Parabel ist. Gleichung (11) setzt nun die Parabelform voraus, ohne sie, wie bei Phoenix, zu begründen. In (11) werden x und y Koordinaten verwendet, deren Ursprung die Mitte der unteren Leinwandkante ist. Eine Begründung der Parabelform mit Hilfe der gefundenen Nagelpositionen ist recht einfach möglich. Mach ich vielleicht noch.
Das gesuchte Ergebnis ist aber schon da, und wie bei Phoenix:

Die Flugbahn erreicht eine Höhe von
  46/21 Ellen  
Liebe Grüße, Otmar.
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Re: Zeichnen einer Flugbahn

Beitragvon Otmar » Dienstag 24. April 2012, 18:24

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Anbei der Nachtrag zur Begründung der Parabelform der gezeichneten Flugbahn mit den gefundenen Positionen der Nägel.
Der Koordinatenursprung ist jetzt der obere rechte Nagel. Also x und y sind gegenüber dem vorherigen Beitrag verschoben. Aber da auch eine verschobene Parabel eine Parabel ist, macht das nichts.
flug2.png
flug2.png (40.17 KiB) 1110-mal betrachtet
Liebe Grüße, Otmar.
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