Der Querschnitt eines Deiches hat die Form eines Trapezes. Die obere Breite (Krone) beträgt \(3\,\text{m}\), die untere Breite (Sohle) ist \(9{,}5\,\text{m}\). Die schrägen Seiten des Deichquerschnitts sind jeweils etwa \(5{,}15\,\text{m}\) lang. Der Deich hat eine senkrechte Höhe von \(4\,\text{m}\).
a) Welche der gegebenen Maße benötigst du, um die Querschnittsfläche zu berechnen?
b) Berechne die Querschnittsfläche des Deiches.
c) Wie verändert sich die Fläche (in \(\text{m}^2\)), wenn die untere Breite um \(1\,\text{m}\) vergrößert wird, alle anderen Maße aber gleich bleiben?
Denkanstöße
- Überlege genau, welche Maße bei einem Trapez für die Fläche wichtig sind und welche nur zur Ablenkung dienen.
- Was bedeutet „senkrechte Höhe“ im Gegensatz zu den „schrägen Seiten“?
- Berechne für den letzten Teil einfach die Fläche mit dem neuen Maß und vergleiche sie mit dem ersten Ergebnis.
Lösung
1. Teil a: Für den Flächeninhalt eines Trapezes werden nur die beiden parallelen Seiten (Krone und Sohle) sowie die senkrechte Höhe benötigt. Die Längen der schrägen Seiten sind für den Flächeninhalt irrelevant.
2. Teil b: Anwendung der Formel mit \(a = 3\,\text{m}\), \(c = 9{,}5\,\text{m}\) und \(h = 4\,\text{m}\).
3. Berechnung: \(A = \frac{3 + 9{,}5}{2} \cdot 4 = \frac{12{,}5}{2} \cdot 4 = 6{,}25 \cdot 4 = 25\,\text{m}^2\).
4. Teil c: Neue untere Breite \(c_{neu} = 9{,}5\,\text{m} + 1\,\text{m} = 10{,}5\,\text{m}\).
5. Neue Berechnung: \(A_{neu} = \frac{3 + 10{,}5}{2} \cdot 4 = \frac{13{,}5}{2} \cdot 4 = 6{,}75 \cdot 4 = 27\,\text{m}^2\).
6. Differenz bestimmen: \(27\,\text{m}^2 - 25\,\text{m}^2 = 2\,\text{m}^2\). Die Fläche vergrößert sich um \(2\,\text{m}^2\).
Antwort
a) Obere Breite, untere Breite und Höhe.
b) \(25\,\text{m}^2\)
c) Die Fläche vergrößert sich um \(2\,\text{m}^2\).