Er geht auf Stelzen!
- ein mensch wiegt 69kg und hat 2 melonen a je 1 kg.
- er muss diese zwei melonen unbedingt in EINER UEBERQUERUNG
über eine brücke tragen (z.B. warten zwei melonengläubiger auf
der anderen seite, welche ihn sobald sie ihn sehen und ihre
schuld nicht eintreiben können umbringen).
- die brücke hat jedoch eine exakte zulässige belastungsgrenze
von 70kg.
wie macht er das?
Der Mann bedient sich zur Überquerung der Brücke zweier Stelzen.
Jede der Stelzen möge 1 kg wiegen. Mit dieser Annahme wiegen der Mann (69 kg) und die beiden Stelzen zusammen 71 kg.
Mit zunehmender Höhe nimmt die Erdbeschleunigung g ab. Solange die Höhe klein gegenüber dem Erdradius R ist (lineare Näherung), beträgt die relative g-Änderung
2/R = 2/6370 km = 0.000314/km.
Damit läßt sich leicht die erforderliche Höhe der Stelzen ausrechnen. Laut Aufgabenstellung wird die Brücke nicht einstürzen, wenn sie 70 kg „spürt“. Folglich müssen die 71 kg des stelzengehenden Mannes auf mindestens 68 kg reduziert werden, damit noch Platz für die beiden Melonen ist. Das ist ein relativer Unterschied von (71-68)/71 = 0.042. Nun brauchen wir nur noch ansetzen
Stelzenlänge * 0.000314/km = 0.042
und erhalten die erforderliche Mindest-Stelzenlänge zu
0.042/(0.000314/km) = ca. 135 km
Der Mann kann die Melonen mit den Stelzen vor sich herkicken oder aber auch auf dem Kopf balancieren (beides schafft er mühelos, denn er war schon von klein auf immer mal wieder mit 100 km langen Stelzen unterwegs). Der letztere Fall ist günstiger, weil sich dann auch das Gewicht der Melonen etwas reduziert und die Stelzen ein paar Kilometer kürzer sein können.
Und der Vollständigkeit halber sei noch angemerkt, daß die Brücke auch die 2 kg der Stelzen nicht komplett spürt, weil sich ja Teile der Stelzen in großer Höhe befinden.
Mit freundlichem Gruß
Martin