Denksport recycelt …

Garmin fenix 7X und epix Gen 2 im Test

Der Schwerpunkt dieses Tests und Vergleichs der Garmin Fenix 7X Solar und Garmin Epix Gen 2 liegt auf den Sensoren wie Höhenmesser, Positionsbestimmung und Herzfrequenz. Was unterscheidet die beiden GPS-Outdoor-Smartwatches? Und wie gut ist die Taschenlampe der Fenix 7X für den Outdoorbereich? Hier geht es zum Test der Outdoor-Smartwatches ...
  • Zugegeben, die Fragestellung hat mit unserem Hobby nicht direkt zu tun, betrifft aber doch die Erde, die wir ja ständig vermessen lassen.
    Viele kennen die ziemlich alte Aufgabe (Text siehe unten) eines Bandes um die Erde. Wer die Lösung zum ersten Mal hört, ist ziemlich überrascht.


    Viel weniger bekannt ist eine Variante, zu der ebenfalls eine erstaunliche Lösung gehört, die ich erst akzeptierte, als ich sie nachgerechnet hatte. Auch in diesem Problem ist wiederum 1 Meter zusätzlich eingefügt, aber das --undehnbare-- Band wird so gestrafft, dass es weitestgehend an der Kugel anliegt und nur an der Spannstelle abhebt (s. unmaßstäbliche Skizze).
    Und wieder die Frage, wie groß ist der Maximalabstand des Abhebens? Natürlich darf auch geschätzt werden, z.B. in Form einer oberen Grenze „nicht größer als xxxxx“.[INDENT][Blockierte Grafik: http://img186.echo.cx/img186/1398/erdumfang8ly.gif]
    [/INDENT]Nur wenige werden diese Variante kennen, und für die anderen: das Ergebnis ist bemerkenswert, versprochen !


    Rechnen erfordert mehr Aufwand als die Grundaufgabe, lässt sich aber mit etwas ebener Trigonometrie erledigen. Bei Bedarf wird die Lösung/Bestätigung mit leichter zeitlicher Verschiebung folgen.


    Grüße
    Bunav


    Grundaufgabe
    Angenommen, die Erde sei eine exakte Kugel mit dem Umfang von 40.000 km. Um die Erde wird –als Gedankenexperiment-- ein undehnbares Band gelegt, das genau 1m länger ist als der Erdumfang. Hilfreiche Kräfte justieren das Band so, dass überall ein gleichmäßiger Abstand von der Erdoberfläche entsteht.
    Wie groß ist dieser Abstand?

  • Moin!


    Keine Antwort!
    Nur eine Anmerkung zu den Thema Erdumfang. Ich brauchte letztes Jahr die möglichst exakte Länge und habe von einem Geologen die Information erhalten, daß die Erde am Äquator einen Umfang von 40076,59km haben soll.


    Das ist eigentlich ein Paradoxon, denn ursprünglich wurde der Meter als 40.000.000ste Teil des Erdumfanges definiert.


    Sam

  • Hallo Sam,


    so ein Hinweis veranlasst zum Suchen und bildet. Spontan sah ich kein Paradoxon, denn die ursprüngliche Meter-Definition liegt schon ein paar Tage zurück, und es ist nur zu natürlich, dass man heute um etliche Größenordnungen genauer messen kann. Aber ich war überrascht, dass die Verknüpfung mit dem Erdumfang von 1791 stammt, so sind die späteren Korrekturen verständlich. Ebenfalls neu war für mich, dass man sich damals am Meridian durch Paris orientierte, nicht am Äquator.


    Was ich immer wieder als Delikatesse empfinde ist die Erscheinung „Simpsons Paradox“, wobei behauptet wird, Ursprung seien reale Ereignisse an einer US-Hochschule gewesen. Die Uni besaß zwei Fakultäten, beide ließen immer prozentual deutlich mehr Frauen als Männer zum Studium zu, dennoch gelang der Nachweis, dass in der Summe der Anteil der weiblichen Studienbewerber der gesamten Hochschule geringer war als derjenige der männlichen.


    Nach den Untersuchungen des Herrn Simpson kennt man nun viele Situationen für solche scheinbar unmögliche Sachverhalte.


    Grüße
    Bunav

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  • Nun, schon bei der Grundaufgabe protestiert meine Frau energisch ...


    15cm



    Das kann ja nie und nimmer möglich sein.


    Mit nur einem Meter :motz:

  • Hallo!


    Zitat

    Zitat von svx_biker@27.06.2005 - 10:29
    Nun, schon bei der Grundaufgabe protestiert meine Frau energisch ...


    15cm
    Das kann ja nie und nimmer möglich sein.


    Mit nur einem Meter :motz:


    Ja, das Ergebniss hat mich auch mal verwundert :o


    Dann las sie das ganze mal mit einem Tennisball von 10cm Durchmesser rechnen :blink:


    Aber ich versteh es auch nicht :(

    MfG
    Volker
    -----------------------------------------------
    Garmin ZumoXT>Motorrad |Zumo590>im Auto|Nüvi 3790>stille Reserve| Garmin 278>Backup|276cx>Backup

  • Hi,
    also ohne zu rechnen: Wenn 40.000.000 m anliegen und ich gebe 1 m an der Stelle vor mir rein - ungünstig, nur nach oben und nach unten - komm' ich doch schon 50 cm hoch. Wenn ich das verbessere, indem ich nicht von einem Punkt nach oben gehe sondern so wie die Zeichnung, dann muss das mehr wie 50 cm ausmachen. Rechnen werde ich, wenn ich mehr Zeit habe.


    Gruß


    Edit: die 15 cm für das andere Beispiel sind auch verblüffend - hab' ich auch rausbekommen. Zeit hätt' ich jetzt für's andere Beispiel (Mittagspause), aber ich tüftel noch, wie ich rechnen soll :)

    Schon lange Garmin, derzeit Zumo 590LM auf BMW S1000R

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  • Moin, Brunav!


    Natürlich ist es kein wirkliches Paradoxon, daß der Meter zwar als Bruchteil des Erdumfangs definiert war, aber der Erdumfang in dieser Rechnung nun garnicht der ist, der heute als real angenommen wird. Wäre man bei der Definition des Meters geblieben, dann hätte man diese Maßeinheit schon öfters anpassen müssen. Davon ist man dann ja abgekommen. Auch der Urmeter aus Platiniridium ist diesbezüglich nicht mehr das Maß aller Dinge, sondern AFAIK die Länge einer physikalischen Größe, und zwar die Länge einer bestimmten Strahlungsschwingung. Näheres habe ich aber vergessen und habe jetzt auch keine Zeit für eine Recherche.


    Sam

  • Also: wenn ich den Faden um die Erde um 1m verlängere is der gleichmäßige Abstand zur idealen Erdoberfläche: 1m / (2 * pi) = 15,92 cm.
    Wenn ich nun den kreisförmigen Faden soweit anhebe, dass die Erde "am anderen Ende" den Faden gerade berührt, dann hat er bei mir den Abstand von 2 * 15,92 cm = 31.85 cm (oder ?)

  • Zitat

    Zitat von whatsson@27.06.2005 - 16:39
    Also: wenn ich den Faden um die Erde um 1m verlängere is der gleichmäßige Abstand zur idealen Erdoberfläche: 1m / (2 * pi) = 15,92 cm.
    Wenn ich nun den kreisförmigen Faden soweit anhebe, dass die Erde "am anderen Ende" den Faden gerade berührt, dann hat er bei mir den Abstand von 2 * 15,92 cm = 31.85 cm (oder ?)


    Nee!


    Sam

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  • Man könnte als erster Versuch die Erde auf 200km als gerade Fläche betrachten.


    Wenn ich nun eine 100km lange Schnur um 50cm verlängere, wie hoch ist dann die Seite vom Dreieck?

  • Zwischenbericht:
    Ich bin davon ausgegangen, dass die Grundaufgabe ziemlich bekannt ist. Für diejenigen, die über die Lösung 1m/(2 Pi) = 0,159 m erstaunt sind: der Abstand ist vollkommen unabhängig vom Radius. Äußerst unanschaulich „bei nur 1m“ Differenz auf 40 Millionen m, aber mathematisch leicht nachprüfbar.


    In der nun gesuchten Variante liegen die Verhältnisse anders, der Kugeldurchmesser (in der Zeichnung: Kreis) beeinflusst die Lösung. Geht man vom Durchmesser Null aus (angenähert durch ein 1m langes Seil um eine Nadel), dann beträgt der Abstand 50 cm, bei einem größeren Kreis ändert sich der Wert.
    Whatsson gebührt ein Orden für den ersten konkreten Wert „2 x 0,169 m“, das ist allerdings nicht die Lösung, man benötigt etwas mehr Aufwand, und es ist ja auch eine überraschende Lösung vorhergesagt. Ugly sam hat bereits kurzfristig dementiert.
    Bei Sette gibt es die Abschätzung „mehr als 0,5 m“, warten wir ’s ab, ob jemand bis morgen Abend das Ergebnis liefert, sonst werde ich einspringen.


    Grüße
    Bunav

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  • Hallo Bunav
    Ich komme bei Deiner Aufgabe auf 0.00125 mm.
    Grüsse von Franz

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  • Hallo Bunav
    Ich habe es nochmals in einer anderen Variante versucht zu rechnen.
    Das Ergebnis: 0.00000002 m.
    Wenn es nicht stimmt, war es einfach zu warm für diese Aufgabe. (29°)
    Tschüss
    Franz

  • Zitat

    Zitat von Franz@27.06.2005 - 22:10
    Das Ergebnis: 0.00000002 m.


    Das kann ich mir eigentlich nicht vorstellen. svx_biker hat ja schon festgestellt, dass es im ungünstigsten Fall 0,5m wären.


    Genau rechnen kann ich das aus dem Stehgreif auch nicht. Dazu wäre mal wieder ein Blick in die Formelsammlung notwendig.


    Wenn wir aber das ganze mal vereinfachen, um eine ganz gang grobe Abschätzung zu bekommen und die Erde als Scheibe mit einem Radius von 10km ansetzen, dann lässt sich die Höhe dieses Rechtecks sehr leicht bestimmen:


    (10.000m+0,5m)^2 ) = 10.000m^2 + X^2


    Löst man nach X auf und rechnet das Ergebnis aus, so kommt man auf ca 100m.


    Jetzt bleibt nur noch zu berechnen, wie weit "sieht" man eigentlich, wenn die Sichtlinie genau einen halben Meter länger ist als der zurückgelegte Weg am Boden. Dann könnte man das ganze genauer rechnen. Das überleg ich mir aber ein anderes Mal ...

  • Die Aufgabe ist, so wie sie gestellt ist, IMHO schwer zu lösen. Ich bin jedenfalls mit einem nichtlinearen Gleichungslöser wegen der schlechten Konditionierung gescheitert (shame on me).


    Daher bin ich die Aufgabe andersherum angegangen:
    Ein Gummiband liegt eng anliegend um die Erde, die Länge ist also gleich dem Erdumfang. Nun wird an einer Stelle das Gummiband angehoben und damit gedehnt. Die Frage ist nun: Bei welcher Anhebung h erreicht man eine Dehnung des Bandes um einen Meter. So rum geht die Aufgabe einfacher.


    Meine Lösung: 121.4 m


    Editiert, weil Radius mit Umfang vertauscht ....

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  • Hallo Bunav
    Wann lässt Du die Katze aus dem Sack?
    Grüsse von
    Franz

  • ...kniffelige Aufgabe...


    Meine Lösung:


    (gerundet) x= 1.9634954 E-8 Meter, also etwa 19.6 Nanometer.


    Lösungsweg gibt's aber nur, wenn auch richtig ;)


    pkai

  • Zitat

    Wann lässt Du die Katze aus dem Sack?

    Hallo in die interessierte Runde,


    die richtige Lösung ist da, sie trägt den Zeitstempel 10:03.
    Tusch für Turbi !! Ja, es sind 121,4 m.


    Lösungsweg
    Turbi, an der Aufgabe ändert sich nichts, wenn man die Lösung auf unterschiedlichen Wegen sucht. Da ich annehme, dass diejenigen, die sich nicht näher damit befasst haben, nicht sofort deinen Weg erkennen, beschreibe ich ihn noch mal mit anderen Worten: von einer Höhe h ausgehen, die notwendige Bandlänge berechnen (Kreis-Umschlingung plus Tangenten). Die Höhe in einer Iteration solange verändern, bis eine Länge von 40.000.001 m herauskommt.


    Andere Möglichkeit (so habe ich gerechnet): Gesamtlänge (zwei Geraden plus Teil des Kreisumfangs) abhängig vom Winkel der Tangenten hinschreiben, in einer Iteration den Winkel variieren, bis wieder die um 1 m größere Länge herauskommt. Mit diesem Winkel (0,0256° = 1,5 Minuten) die Höhe ermitteln.
    Der Geometrieaufwand ist eigentlich gering, im Zeitalter des Computers stellt auch die numerische Lösung der Gleichung kein Problem mehr dar.
    Wenn ich mich recht erinnere, heißt die Einordnung „trigonometrische Gl.“, nicht „geschlossen“ lösbar. Wer sich damit beschäftigt, hat meist ein Mathematikprogramm zur Hand oder selbst etwas programmiert (Regula falsi, Intervallhalbierung, Newton …), trotzdem habe ich einfach zu EXCEL gegriffen. „Zielwertsuche“ oder das mächtige Hilfsmittel „Solver“ zeigen keine erkennbare Rechenzeit.


    Versuch der Veranschaulichung
    Betonung liegt auf Versuch, mir war schon bei der Aufgabenstellung klar, dass viele den Wert von 121 m („bei nur 1 m Zusatzlänge“) als unglaubwürdig ansehen („Sch… Theorie“).
    Wer sich noch einen Pythagoras zutraut, kann allerdings mit sehr wenig Aufwand nachprüfen, welch unvorstellbar große Zahlen auftreten.
    Nehmen wir statt der Kugel einen Würfel mit dem Umfang 40.000 km, im Bild Quadrat mit 10.000.000 m Kantenlänge, Rest wie gehabt. Dann ergibt sich folgende Situation: rechtwinkliges Dreieck, Hypotenusenlänge 5.000.000,5 m, Kathetenlänge 5.000.000, zweite Kathete ist die gesuchte Höhe h. Das entspricht einer Abschätzung, die Pico2220 nannte.
    [INDENT][Blockierte Grafik: http://img294.echo.cx/img294/1495/erdquadrat9al.gif]
    [/INDENT] Das Ergebnis fällt noch viel dramatischer aus, h = 2236 m.


    Und was macht man ohne Mathematik, nur mit Anschauung? Man kann sich vorstellen, das enganliegende Band zu zerschneiden, ein Ende um 0,5 m zu verlängern und dieses Ende soweit anzuheben, dass es sich über der ursprünglichen Schnittstelle befindet. Diese Bewegung ist ein Kreis mit außerordentlich großem Radius, und man braucht viel Höhe, bis der halbe Meter wieder kompensiert ist.


    Grüße
    Bunav

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  • Leider zu spät gefunden, aber schöne Aufgabe ...


    Um die Verwirrung noch zu steigern, mein Lösungsweg:


    Die Differenz zwischen dem Bogenmass eines Winkels mit Erdradius und der Gegenkathete des auf dem gleichen Winkel basierenden rechtwinkligen Dreiecks soll 0,5m sein - mit dem gefundenen Winkel die Differenz zwischen der Ankathete und der Hypothenuse ausrechnen: 121,43m


    Danke und Gruss


    Emil