Trigonometrische Funktionen

  • hallo, ich hab bald eine Mathearbeit und die nachfolgende Aufgabe war eine Übungsaufgabe,die ich leider nicht ganz verstanden habe. Gibt`s hier jemanden, der mir da behilflich sein kann? Bitte Rechenweg mit Lösung, da ich die Aufgabe komplett falsch gemacht habe. danke schon mal an alle :)

    Das größte Riesenrad der welt, das London Eye, hat einen Durchmesser von 135 Meter, für eine volle Umdrehung benötigt es 20 Minuten.
    a) Ermitteln Sie die Funktion s, die der Zeit t nach dem Einsteigen die Höhe über dem Boden zuordnet. Führen Sie hierzu ein geeignetes Koordinatensystem ein.
    b) In welcher Höhe befindet man sich 7 Minuten nach dem Einsteigen?
    c) Wie viel Zeit ist seit dem Einsteigen vergangen, wenn man 100 Meter über dem Boden ist?

  • Eine volle Umdrehung sind 360°, d.h. die Winkelgeschwindigkeit ist 18°/Min. Ich nehme mal an, der Einstieg soll auf Höhe 0 sein.

    a) Normalerweise legt man ein Koordinatensystem ja in den Kreismittelpunkt (-> Funktion f), aber hier muss man anschließend noch die gesamte Funktion um den Radius r = 67,5 m nach oben verschieben (also +r), damit der Einstieg der Nullpunkt wird.
    Zum Zeitpunkt 0 soll f den Wert –r erzeugen und nach einer halben Drehung +r. Die cos-Funktion startet mit +1 und geht nach –1 bei 180°, also lautet die Funktion –r∙cos(...).
    Die 180° sollen nach 10 Min. erreicht sein, also muss der Inhalt der cos-Funktion 18∙t (t in Min.) sein.
    Die komplette Funktion s lautet also:
    s(t) = –r∙cos(18∙t) + r = r∙(1 – cos(18∙t))

    b) t=7 einsetzen, s ausrechnen

    c) s=100 einsetzen, nach t auflösen (u.a. mit arccos)
    Zum Vergleich: t = 1/18 ∙ arccos(1 – 100/r)
    Bei einer ganzen Umdrehung befindet sich das Riesenrad zweimal in 100 m Höhe (118,8° und 241,2°).