Brückenbau mit Quadratischen Funktionen

  • Brücken bauen
    Hallo ihr Lieben,
    zur Vorbereitung auf einen Mathetest habe ich mir Übungsaufgaben gesucht.
    Nun habe ich hier eine gefunden mit der ich nicht mehr weiter komme.

    Die Aufgabe lautet:
    Die Hauptkabel einer Hängebrücke weisen die Form einer Parabel auf. Der Scheitel befindet sich 5m, jeder der beiden seitlichen Aufhängungen an den Pylonen 35m über der Fahrbahn. Die Spannweite beträgt 128m.

    a) wie groß ist die gesamtlänge der äquidistant angebrachten neun Hängeseile, an denen die Fahrbahn befestigt ist?

    b) Berechnen Sie nährungsweise die Länge der beiden großen Hängekabel! (Tipp: Nähern Sie die Kabelkurve durch einen Polygonzug an und berechen sie die einzelnen Teilstücke mithilfe des Satzes von Pythagoras!)

    Zu Aufgabe a:
    Hier muss ich doch nun die Länge der einzelnen Hängeseile aufsummieren, oder? Aber ich weiß doch nur die Länge von den beiden äußeren und die Länge von dem in der Mitte. Habe dazu mal eine kleine Skizze angefertigt, das Hauptseil stellt eine quadratische Funktion dar, mit der Form y= ax2+bx+c.
    Meine Frage also hier: wie stelle ich die Funktionsgleichung auf und wie berechne ich die Länge der einzelnen Seile?
    Hier die Skizze:

    [Blockierte Grafik: http://img4web.com/tbnl/DCDR97.png]

    Zu Aufgabe b:IN der Aufgabenstellung steht ja: "näherungsweise", ich hatte mir überlegt, aus jeder der einzelnen Kurven eine Art Gerade zu machen, auch hierzu noch einmal eine Skizze(gemeint sind hierbei die roten Striche).

    [Blockierte Grafik: http://img4web.com/tbnl/L9QBP8.png]
    Hier nun wieder meine Frage: Wie berechne ich so etwas?

    Ich komme einfach nicht mehr weiter, über Hilfe würde ich mich sehr freuen!
    Schreiben den Test schon am Montag. :/
    Ich hoffe die Skizzen kann man erkennen.

  • Einen Ansatz hab ich:

    Unter Äquidistanz versteht man:
    Längengleichheit,
    in Physik und Technik gleiche Abstände

    [TEX]f(x) = ax^2 + bx + c[/TEX]

    In der Mitte hängt ein Hängeseil.
    4 Seile befinden sich links davon.
    4 Seile befinden sich rechts davon.
    Insgesamt 9 Seile.

    Die Seile sind in einem Abstand
    von 16 Meter angeordnet.
    16+16+16+16+0+16+16+16+16 = 128

    Drei Punkte sind gegeben:
    S(0, 5)
    P1(-64, 35)
    P2(64, 35)

    [TEX]35 = a \cdot (-64)^2 + b \cdot (-64) + 5[/TEX] für den linken Pylon

    [TEX]35 = a \cdot (64)^2 + b \cdot (64) + 5[/TEX] für den rechten Pylon

    2 Gleichungen, 2 Unbekannte.

  • Für Aufgabe b konnte ich mittlerweile einen Lösungsweg finden, vielen Dank für den Hinweis mit den drei Punkten und der Funktionsgleichung, aber inwiefern lässt sich damit jetzt die Länge der einzelnen Seile berechnen?
    y ist die Länge des Seils, soviel ist mir klar, x kann ich ablesen.
    Aber was sind denn a und b?
    Ich würde jetzt die Gleichungen nach a und b auflösen, aber was bringen mir a und b?

    Einmal editiert, zuletzt von Tokabohne (2. September 2012 um 15:50)

  • Die Länge der einzelnen Seile kannst du berechnen,
    wenn du in die gefundene Funktionsgleichung
    Werte für x einsetzt.

    Die hast du ja auch.

    Dann kannst du damit y ausrechnen
    und hast damit die Länge der einzelnen Seile.

    Dazu muss man aber
    a und b
    bestimmen.

    Ich hab das jetzt mal gemacht,
    denk aber das es falsch ist:

    [TEX]35 = 128a - 64b + 5[/TEX]
    [TEX]35 = 128a + 64b + 5[/TEX]

    [TEX]128a = 30 + 64b[/TEX]
    [TEX]128a = 30 - 64b[/TEX]

    [TEX]30 + 64b = 30 - 64b[/TEX]
    [TEX]128b = 0[/TEX]
    [TEX]b = 0[/TEX]

    [TEX]30 = 128a[/TEX]
    [TEX]\frac {15}{64} = a[/TEX]

    [TEX]f(x) = \frac {15}{64} x^2 + 5[/TEX]

    Diese Gleichung habe ich
    hier geplottet:
    http://www.mathe-fa.de/de

    Es kommt aber ein anderer Funktionsgraph heraus.

    Ich glaub ich hab mich mit dem
    128b = 0
    vertan.

    Hab da allerdings nicht so die Kenntnisse.