Doc Alvers Mathe-Labor

BLF-Training: Körper und Flächen

Gymnasium · Klasse 10 · Besondere Leistungsfeststellung Mathematik · Teil B, mit MMS und Formelsammlung · drei Aufgaben, Anforderungsbereiche I bis III
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Das Gewächshaus

AFB I · Reproduzieren

Ein $12$ m langes Gewächshaus hat als Querschnitt ein Rechteck mit aufgesetztem Halbkreis. Es ist $4{,}00$ m breit und insgesamt $3{,}20$ m hoch (siehe Abbildung). Seitenwände, Dach und die beiden Stirnseiten sind mit Folie bespannt.

4,00 m3,20 mSeitenwand
Der Querschnitt des Gewächshauses.
  1. Begründen Sie, dass jede Seitenwand $1{,}20$ m hoch ist.
  2. Berechnen Sie den Flächeninhalt des Querschnitts.
  3. Berechnen Sie das Volumen der Luft im Gewächshaus.
  4. Die Folie wird in Rollen zu je $50\ \mathrm{m}^2$ verkauft. Ermitteln Sie, wie viele Rollen mindestens gekauft werden müssen.

Das Glasdach

AFB II · Zusammenhänge herstellen

Ein Innenhof wird von einem Glasdach in Form einer geraden quadratischen Pyramide überdeckt. Die Grundkante ist $6$ m lang, jede Seitenkante $7$ m (siehe Abbildung, nicht maßstäblich). Glas sind nur die vier Seitenflächen.

ABCDSM6 m7 mh
Das Glasdach als Pyramide. Rot: die Höhe h, grün: die Höhe einer Seitenfläche.
  1. Berechnen Sie die Höhe $h$ der Pyramide.
  2. Berechnen Sie das Volumen des überdachten Raums oberhalb der Grundfläche.
  3. Berechnen Sie die Größe des Winkels an der Spitze einer Seitenfläche.
  4. Berechnen Sie den Inhalt der Glasfläche.

Schmilzt das Eis über?

AFB III · Reflektieren und Beurteilen

Eine Eiswaffel hat die Form eines Kegels: innen $6$ cm Durchmesser am Rand und $12$ cm tief. Darauf sitzt eine Eiskugel mit ebenfalls $6$ cm Durchmesser. Die Dicke der Waffel wird vernachlässigt.

12 cm6 cm
Eiswaffel und Eiskugel (nicht maßstäblich).
  1. Berechnen Sie das Volumen der Eiskugel und das Innenvolumen der Waffel.
  2. Die Kugel schmilzt vollständig in die Waffel. Untersuchen Sie, ob die Waffel überläuft.
  3. Ermitteln Sie, wie hoch (von der Spitze aus gemessen) das geschmolzene Eis in der Waffel steht, wenn erst die Hälfte der Kugel geschmolzen ist.
  4. Berechnen Sie, wie viel Waffelteig für die Mantelfläche der Waffel mindestens nötig ist.