Geradengleichung?

1 Antwort

Das is viel Rechnerei

Gerade im Raum g: x=a+r*m

a(ax/ay/az)=Stützpunkt (Stützvektor)

P(850/-90/135) → a(850/-90/135)

v(-10/10/-1) →m(-10/10/-1)

Geradengleichung des Balls g: x=(850/-90/135)+r*(-10/10/-1)

nun eine Zeichnung für das Tor machen A → B → C → D entgegen dem Uhrzeigersinn

Gerade AD mit A(0/0/0) → Ortsvektor a(0/0/0)

B(0/740/0) gleichgesetzt und Geradenparamter t=1

(0/740/0)=(0/0/0)+1*(mx/my/mz)

x-Richtung: 0=0+1*mx → mx=(0-0)/1=0

y-Richtung: 740=0+1*my → my=(740-0)1=740

z-Richtung: 0=0+1*mz → mz=(0-0)/1=0

Geradengleichung AD h:x=(0/0/0)+t*(0/740/0)

nun prüfen,ob die Gerade g: die Gerade AD h: schneidet

gleichgesetzt

(850/-90/135)+r*(-10/10/-1)=(0/0/0)+t*(0/740/0)

x-Richtung:1) 850-10*r=0+0*t → r=85

y-Richtung: 2) -90+10*r=0+740*t

z-Richtung: 3) 135-1*r=0+0*t → r=135

Vergleich 1) mit 3) r=85 und r=135 → Widerspruch → keine eindeutige Lösung möglich

Ball trifft Balken AD nicht

selbe Rechnung mit Querbalken des Tores Gerade DC

(0/740/250)=(0/0/250)+z*(mx/my/mz)

x-Richtung: mx=(0-0)/1=0

y-Richtung: my=(740-0)/1=740

z-Richtung: mz=(250-250)/1=0

Geradengleichung DC x=(0/0/250)+z*(0/740/0)

wieder mit Ballgereade gleichsetzen und prüfen,ob eine eindeutige Lösung möglich ist.

Wann Ja,dann Einfallswinkel=Ausfallswinkel

Winkel zwischen 2 Vektoren (a)=arccos|a*b|/(|a|*|b|)

Skalarprodukt a*b=ax*bx+ay*by+az*bz

Betrag |a|=Wurzel(ax²+ay²+az²)

Betrag |b|=Wurzel(bx²+by²+bz²)

bei dir sind das dann die beiden Richtungsvektoren der beiden Geraden

v(-10/10/-1) und DC m(0/740/0)

falls der Querbalken getroffen wird dann (a)=arccos|v*m|/(|v|*|m|)

Dann ein Zeichnung machen mit Einfallswinkel=Ausfallswinkel

Ausfallswinkel bestimmen ...

Nun Ebenengleichung des Bodens aufstellen,mit der Dreipunktgleichung der Ebene

E: x=a+r*(b-a)+s*(c*a)

A(0/0/0) → a(0/0/0) und B(0/740/0) sind 2 Punkte der Ebene

3.ter Punkt frei gewählt C(10/10/0) c(10/10/0) hier z=0 (Bodenhöhe)

cx=10 positiv und cy=10 positiv → liegt vor dem Tor

Ausgerechnet ergibt das dann die Vektorielle Parametergleichung der Eben

E: x=a+r*u+s*v

u=b-a

v=c-a → a(0/0/0) kann man leicht rechnen

Dann die Flugbahn des zurückgepallten Balls mit der Ebenengleichung gleichsetzen

Gerade=Ebene

Gerade=(0/0/0)+r*u+s*v

x-Richtung: ...

y-Richtung: ...

z-Richtung:...

ergibt dann 3 Gleichungen mit den gesuchten Parametern r,r und s

t=Geradenparameter

r=Ebenenparameter

s=Ebenenparameter

Mit r oder auch r und s kannst du dann den Aufprallpunkt ermitteln (Schnittpunkt mit der Ebene.

c)

1) Ebenengleichung des Tores aufstellen mit der Dreipunktgleichung der Ebene

Kannst frei wählen,was nun a(ax/ay/az) und b(bx/by/bz) und c(cx/cy/cz) (aus den Eckpunkten des Tores A und B und C und D ,3 Punkte reichen)

Dann wieder die Geradengleichung des geköpften Balls ermitteln und dann den Schnittpunkt mit der Torebene ermitteln.

Höhe des Querbalkens z=250 → Schnittpunkt → zs>250 dann geht der Ball über´s Tor

A(0/0/0) Schnittpunkt xs zwischen ax=0 und bx und zs<250 dann Treffer

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert