DYS+ Campus ist kostenlos und ohne Werbung. Projekt mit einer Spende unterstützen

Mathe

Wurfbahnen und Brückenbögen

Der Weg eines Balls und der Bogen einer Brücke haben die Form einer Parabel. Du beschreibst sie mit einer quadratischen Funktion.

  • ca. 10 Minuten
  • Klasse 9
  • Niveau: Basis

Das lernst du heute

  • Ich berechne Höhen mit einer quadratischen Funktion.
  • Ich ordne x und y einer Situation zu.
  • Ich erkläre, was ein Modell ist.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Die Scheitelpunktform mit Software erkunden, Graphen in Sachsituationen deuten

Wirft man einen Ball, fliegt er in einem Bogen. Dieser Bogen hat die Form einer Parabel. Auch viele Brückenbögen sehen so aus.

Ein Beispiel für den Ball: h(x) = −0,25x² + 2x. Dabei ist x die Entfernung vom Abwurf in Metern und h(x) die Höhe in Metern.

Der Ball startet bei h(0) = 0, steigt bis auf 4 m und landet bei x = 8.

Ein Brückenbogen kann so beschrieben werden: y = −0,05x² + 5. In der Mitte (x = 0) ist er 5 m hoch. Bei x = 10 und x = −10 trifft er den Boden.

Solche Funktionen sind Modelle. Ein Modell beschreibt die Wirklichkeit vereinfacht. Im Ballmodell fehlen zum Beispiel Wind und Luftwiderstand.

Die Höhen steigen bis x = 4 und sinken dann wieder.
Entfernung x in m012345678
Höhe h(x) in m01,7533,7543,7531,750

Höhe berechnen

  1. Funktion: h(x) = −0,25x² + 2x.
  2. x = 6 einsetzen: h(6) = −0,25 · 6² + 2 · 6.
  3. 6² = 36, also −0,25 · 36 = −9.
  4. h(6) = −9 + 12 = 3.
  5. Antwort: Nach 6 m Entfernung ist der Ball 3 m hoch.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Ein Ball fliegt hoch und fällt wieder.

Die Bahn hat die Form einer Parabel.

Mit der Funktion berechnest du die Höhe an jeder Stelle.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Wasserstrahl aus einem Gartenschlauch macht einen Bogen. Er ist ebenfalls fast eine Parabel.

Schritt für Schritt

Wir lesen den Ball ab

  1. Bei x = 0 ist h = 0. Der Ball wird vom Boden aus geworfen.
  2. Bei x = 4 ist h = −4 + 8 = 4. Das ist die größte Höhe.
  3. Bei x = 8 ist h = −16 + 16 = 0. Der Ball landet.
  4. Ablauf: hoch bis 4 m, dann wieder runter.

Mit einem Bild erklärt

1234567812340xyABC
Drei Punkte der Flugbahn.

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Der Ball fliegt nach h(x) = −0,25x² + 2x. Wie hoch ist er in 2 m Entfernung (x = 2)? Gib die Höhe in Metern an.

Zeig mir den ersten Schritt

−0,25 · 2² + 2 · 2.

Lösung ansehen

Lösung: 3

−1 + 4 = 3 Meter.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Der Ball fliegt nach h(x) = −0,25x² + 2x. Wie hoch ist er in 4 m Entfernung (x = 4)? Gib die Höhe in Metern an.

Zeig mir den ersten Schritt

−0,25 · 16 + 8.

Lösung ansehen

Lösung: 4

−4 + 8 = 4 Meter.

Tipp: Schreibe zu jedem Ergebnis eine Einheit auf. Hier sind es Meter.

Merksatz: Quadratische Funktionen beschreiben Parabeln in der Wirklichkeit. Ein Modell ist eine vereinfachte Beschreibung. Es gilt nur in einem sinnvollen Bereich.

Typischer Fehler: Viele denken: Das Modell ist die Wirklichkeit. Das stimmt nicht. Es beschreibt die Wirklichkeit nur näherungsweise.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Der Brückenbogen y = −0,05x² + 5 gilt für x in Metern. Wie hoch ist er bei x = 10?

Zeig mir den ersten Schritt

−0,05 · 100 + 5.

Lösung ansehen

Lösung: 0

−5 + 5 = 0. Dort trifft der Bogen auf den Boden.

Frage 2 Was bedeutet h(8) = 0 beim Ball?
Lösung ansehen

Lösung: Der Ball landet nach 8 m.

Frage 3 Wie hoch ist der Bogen y = −0,05x² + 5 in der Mitte (x = 0)? Gib die Höhe in Metern an.

Zeig mir den ersten Schritt

Setze x = 0 ein.

Lösung ansehen

Lösung: 5

y = 5.

Frage 4 Wie ist die Parabel h(x) = −0,25x² + 2x geöffnet?
Lösung ansehen

Lösung: nach unten

Frage 5 Das Ballmodell berücksichtigt den Wind.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Geschafft

Die Flugbahn eines Balls ist eine Parabel. x ist die Entfernung, h(x) die Höhe. Das Modell vereinfacht die Wirklichkeit.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Parabeln im Alltag

Kurz erklärt, 46 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

PDF, 386 KB

Übungsheft herunterladen (PDF, 386 KB)

Das Heft ist für alle kostenlos – auch wenn gerade kein Geld dafür da ist. Wer es einrichten kann, unterstützt DYS+ Campus mit einem selbst gewählten Betrag. Freiwillig unterstützen