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Achterbahn
Logik » Mathematik

Greifen wir doch die Idee des Radrennens vom letzten Rätsel auf.

Diesmal haben wir eine Carera-Achterbahn, die sich aus 2 Dreiviertelkreisen und 2 Geraden zusammensetzt (vgl. Skizze).

Ein Spurwechsel ist nicht möglich und die Spuren haben stets einen festen Abstand zueinander (ein Schneiden von Kurven kommt damit nicht in Betracht).

Aber einer der beiden Dreiviertelkreise ist kleiner als der Andere.

Welcher Fahrer hat die längere Fahrstrecke zu bewältigen?

Achterbahn



Lösung
Multiple Choice Optionen:
  • Rot hat die längere Strecke.
  • Blau hat die längere Strecke.
  • Beide Strecken sind gleich lang.


Lösung ausblenden

Setzt man die Differenz der Umfänge zweier Kreise mit verschiedenen Radien an (das entspricht den beiden Spuren in einem der Kreise), so erhält man U-u=2*Pi*R-2*Pi*r=2*Pi*(R-r). Da der Spurabstand immer gleich ist, gilt auch R-r ist gleich. Folglich unterscheiden sich die Umfänge der großen Kreise um den gleichen Wert wie die der kleinen Kreise. Das gilt genauso für die Dreiviertelkreise. Damit ist die krumme blaue Strecke des großen Kreises um gleich viel länger wie die krumme rote Strecke des kleinen Kreises. Die geraden Strecken sind sowieso gleich lang, also sind blau und rot gleich lang: Streckenmäßig ist so eine Achterbahn also stets gerecht!

Von anderen Vorteilen ist hier nicht die Rede: Ein gerechtes Rennen zwischen rot und blau muss es deshalb noch nicht unbedingt sein!

Die Erkenntnis, dass die Umfangsdifferenz von der Radiendifferenz, aber nicht von der absoluten Größe des Radius abhängt, nutzt man auch, um das zunächst überraschende Ergebnis zu erhalten, dass beim Rätsel Abstand exakt das Gleiche herauskäme, wenn man die Frage statt mit dem Erdball mit einem Tennisball stellen würde.


Rätselinfos
Schwierigkeitsstufe:
(30 von 100)
Eingestellt von:
Martini Markus (Staatliches Gymnasium Pullach)  


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