Angewandte Mathematik

 

 

Als Anwendung der Integralrechnung bauten Kursteilnehmer des Q1 Mathekurses MA 18 von Herrn Heinemann eine Kaltwasserrakete.

Eine Kaltwasserrakete ist eine Wasserrakete, bei welcher der teilweise mit Wasser gefüllte Raketenkörper (PET-Flasche) mit Hilfe der darüber befindlichen zuvor verdichteten Luft angetrieben wird. Beim Freigeben der Düse tritt das Wasser mit Hilfe der Druckluft aus dem Raketenkörper mit hoher Geschwindigkeit aus und beschleunigt diesen durch seinen Rückstoß.

Voller Erwartung stand der gesamte Kurs auf dem Schulhof, während Janaka die Luftpumpe betätigte. Als genug Druck in der Colaflasche war, bediente er den Startknopf und die Rakete flog senkrecht über die Platane auf das Dach des C-Gebäudes. Wow, wie imposant!

Danach wurde der Versuch mathematisch analysiert. Aufgrund eines Geschwindigkeit-Zeit-Diagramms wurde der Flug der Rakete beschrieben und der Verlauf des Höhe-Zeit-Diagramms skizziert. Dabei stellt der Inhalt der Fläche zwischen dem Geschwindigkeitsgraphen und der Zeit-Achse im Intervall vom Start bis zur Geschwindigkeit mit dem Betrag Null die maximale Höhe dar.

Mit Hilfe eines Geschwindigkeit-Zeit-Diagramms kann auch die Fahrstrecke eines Sportwagens, der Bremsweg eines Schlittens oder das Wachstum einer Blume berechnet werden.

(Text und Bilder: D. Heinemann)


 

Ein sehenswertes Video zum Flug der Rakete