Meerestiefenberechnung |
| 31.08.2005, 12:00 | -=3xplor3r=- | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
| Meerestiefenberechnung diese Aufgabe ist eigentlich ganz einfach, jedoch verwirrt mich eine Teilaufgabe. Hier erstmal die Aufgabe: Die Meerestiefe wird mit Hilfe eines Echolotverfahrens bestimmt. Dabei wird die Laufzeit ausgesandter Schallimpulse gemessen. Ein Vermessungsschiff fährt mit einer Geschwindigkeit von v=25 Knoten. Die Schallgeschwindigkeit im Wasser beträgt v=1440m/s. Von einem Sender des Schiffes werden Impulse ausgesendet und nach der Rreflexion am Meeresboden wieder empfangen. a) Fertige sie eine Skizze mit dem eingezeichneten Schallweg an. Wie wirkt sich unebener meeresboden aus? b) Entwickjeln sie eine allg. Formel zur Bestimmung der Höhe des Senders bzw. des Empfängers über dem Meeresboden. c) Wie tief ist das Meer, wenn die Laufzeit der Impulse 5,3s gemessen wird? Zu a) habe ich einfach ein Schiff mit ein bissel Wasser und den Meeresboden gezeichnet. Dann habe ich vom Schiff zum Meeresboden eine senkrecht Linie gezeichnet. Ich hoffe das reicht und ist richtig dazu. Unebener Meeresboden wirkt sich doch nur auf die Tiefe bzw. das Ergebnis der Messung aus oder? Zu b) ist dass, was ich oben meinte. Mit dieser Aufgabestellung kann ich nichts anfangen. Ich hoffe da könnt ihr mir helfen. Zu c) habe ich folgende Formel entwickelt: vSchiff * 5,3s = 7920m, 7920m : 2 = 3960m. Zum Schluss folgt dann noch diese Zusatzaufgabe: Diskutieren sie, welchen Einfluss die Geschw. des Schiffes auf die Genauigkeit der Laufzeitmessung und auf die Genauigkeit der Tiefenbestimmugn haben. Hierbei kann ich nur sagen, wenn das Schiff immer schneller fährt, dann trifft das Echolot nicht mehr auf den Empfänger aber ob das richtig ist, hoffe ich könnt ihr mir sagen. Danke schonmal an alle die mir helfen können und wollen! Gruß 3x |
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| 31.08.2005, 12:17 | sqrt(2) | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
RE: Meerestiefenberechnung
Du übersiehst, dass sich das Schiff selbst auch noch bewegt.
Die Frage ist in der Tat etwas seltsam gestellt. Ich denke hier soll so begründet werden, dass ein nicht zur Wasseroberfläche paralleler Meeresboden die Messung nicht verfälscht, da sich Schall kugelförmig, also in alle Richtungen gleich schnell ausbreitet (hinzu kommen noch Reflexionen, aber da die bestenfalls genau über dem Meeresboden stattfinden stören sie das Ergebnis nicht an der Oberfläche sollte nur die direkte Welle vom Elementarwellenzentrum zu messen sein).
Du sollst eine Formel aufstellen, die die Meerestiefe in Abhängigkeit von Reflexionsdauer und Schiffgeschwindigkeit aufzeigt.
Bitte? Das Schiff hat eine Geschwindigkeit von 1,49 km/s?
Das Schiff müsste schneller als der Schall sein, damit es nicht einholt wird. Das klappt wirklich nur mit deinen 1,49 km/s-Schiffen... Eingentlich geht es um folgendes: konstante Fehler in der Zeitmessung (z.B. Messung nur auf Zehntelsekunden genau) fallen bei längeren Zeitspannen nicht mehr so ins Gewicht... |
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| 31.08.2005, 13:46 | -=3xplor3r=- | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
Danke erstmal für deine ausführliche Antwort!
Aber wie sollte es denn dann aussehen, hast du dazu mal ein Bild?
Das soll das Ergebniss der Berechnung von Aufgabe c) sein. Das Meer ist an der Stelle 3960m teif, da der Impuls ja 5,3s braucht. Ansonsten wüsste ich jetzt nicht, was du mit 1,49 km/s definierst. Gruß 3x |
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| 31.08.2005, 14:07 | Egal | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
Das Schiff sendet ein Signal am Punkt x aus. wenns das Signal empfängt ist es auf der Oberfläche um die Strecke a weiter. Das heisst der Weg des Signals wird in Wirklichkeit ein Dreieck bilden. Und bitte aufpassen die Laufzeit ist der doppelte Weg weil das Signal ja nicht nur runter sondern auch wieder hoch muss. |
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| 31.08.2005, 14:57 | AD | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
Das ist richtig, sofern das Schiff schneller fährt als die angegebene Schallgeschwindigkeit im Wasser. So ein Schiff ist auf Erden glaube ich noch nicht gesichtet worden... 
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| 31.08.2005, 15:35 | Lazarus | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
gesichtet natürlich nicht! is ja zu schnell ^^ [tut mir leid wegen OT, aber der MUSSTE sein] |
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| 31.08.2005, 15:40 | sqrt(2) | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
Naja, er hat sich doch gerade ein Schiff mit einer Geschwindigkeit von 1,49 km/s gebastelt...
Egal hat es schon beschrieben, aber um es grafisch zu machen: Im Anhang. Du kennst die Länge der roten Strecke (Strecke, die das Schiff zurücklegt) und die Gesamtlänge der blauen Strecke (Strecke, die der Schall zurücklegt).
Ich nehme an, du meintest und nicht , aber du hast letzteres geschrieben. Deine Gleichung drückt im Prinzip aus, dass das Schiff in 3,5 s eine Strecke von 7,92 km zurücklegt, was eben ungefähr eine Geschwindigkeit von 1,49 km/s ausmacht. |
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| 31.08.2005, 15:45 | Egal | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
Aber du des Dreieck hätte gleichschenklig werden sollen. Ansonsten kommt der Effekt mit unebenem Meeresboden zu tragen. |
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| 31.08.2005, 15:47 | sqrt(2) | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
Was soll das gleichschenklig sein? Die Strecke, die das Schiff zurücklegt, die Strecke, die der Schall zum Boden brauch und die Strecke, die der Schall zurück braucht, sind unterschiedlich lang. |
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| 31.08.2005, 16:19 | AD | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
Es gibt mehrere, mathematisch betrachtet unendlich viele Wege, auf denen sich der Schall vom Schiff zum Meeresboden und zurück bewegt. Aber nur einer davon ist der kürzeste bzw. (bei angenommener homogener Schallgeschwindigkeit) auch der schnellste. |
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| 31.08.2005, 16:32 | sqrt(2) | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
[edit]Bis jetzt stand hier Unsinn, das wird sich noch ändern...[/edit] [edit2]So ein Müll, jetzt ist das Verständnis durch das zu späte edieren des Beitrags hinüber... Hier stand was von wegen, es gebe nur einen Weg, wenn man Reflexionen ausschlösse und einen punktförmigen Empfänger annähme.[/edit2] |
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| 31.08.2005, 16:34 | AD | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
Schall ist Schall, dem kannst du nicht vorschreiben, wie er sich auszubreiten hat:
Das sollte man nicht außer Acht lassen. |
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| 31.08.2005, 16:48 | sqrt(2) | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
Ihr habt natürlich Recht, also korrigierte Fassung: |
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| 31.08.2005, 16:59 | AD | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
Bei "üblichen" Schiffsgeschwindigkeiten sind die Unterschiede aber vernachlässigbar, selbst die einfache Methode von -=3xplor3r=- ist da eigentlich noch akzeptabel. Quantitativ will ich das jetzt aber noch nicht unterlegen, da muss -=3xplor3r=- erstmal ein wenig schuften. 
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| 01.09.2005, 14:35 | -=3xplor3r=- | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
Also ich sehe meine Aufgabe sorgt für ziemlich viel Aufsehen. Erstmal danke ich euch für die ganzen Beiträge. Sie haben mir echt geholfen.
So sehr vernachlässigbar ist da aber dann doch nicht. Ändert sich die Zeit auch nur um 1/10 Sekunden dann ist bei der Geschwindigkeit des Schalls eine Differenz der Meerestiefe von über 50m zu messen. Ich habe die Aufgabe mittlerweile schön verpackt (auch mit Zeichnung, Danke nochmal an die Skizze) und es war auch alles richtig also Dank nochmal an alle die mitgeholfen haben! Gruß 3x |
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| 01.09.2005, 14:58 | AD | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||||||||
Hat aber nichts damit zu tun, von welchen Unterschieden ich oben gesprochen habe. Na egal, Hauptsache du hast es raus. |
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