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Zutaten: Zucker, Kakaomasse (50%), Milchzucker, Weizenmehl, Vollmilchpulver, Magermilchpulver, Butterreinfett, Sahnepulver, Butter (1,4%)
Kann Spuren von Analysis und Geometrie enthalten.

2020_11_ableitung_titel

Was es mit 0.693147 auf sich hat

Fabian, der praktisch Veranlagte, kämpft sich immer noch allein zu Hause durch seine Aufgaben durch. Er hat nun die Exponentialfunktion

verstanden. Jetzt geht es um die Ableitung der Funktion. Dazu sollen die Schüler und Schülerinnen ihren GTR benutzen und damit die Ableitung dieser Funktion berechnen, um dann die Formel für die „richtige“ Ableitung f‘(x) zu erraten. Die Ableitung und die originale Funktion haben einen Quotienten von

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2020_09_kaefer-titel

Wachstumsprozesse

Finja, Justin und Fabian holen den verpassten Unterricht nach, den ihre Mitschüler und Mitschülerinnen in den letzten Wochen zu Hause machen mussten. Auch sie sind jetzt zu Hause. Sie sollen eine Aufgabe unter der Überschrift Wachstumsprozesse mit der e-Funktion beschreiben lösen. Die Aufgabe geht so:

In einem Labor wird das Wachstum einer Insektenpopulation untersucht. Ein Anfangszustand von 38 Insekten nimmt wöchentlich um 16,2 % zu.
a) Beschreiben Sie das Wachstum der Insektenpopulation mithilfe der e-Funktion.
b) …

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finja_matheschulbuch

Komplexe Sinus- und Kosinus-Funktionen

Finja ist in Quarantäne, wie die anderen Italienrückkehrer auch. Den offenen Brief hat sie mit Justin und Fabian verfasst, Max hat ihn online gestellt und wichtigen Institutionen zugeschickt. Die Hausaufgaben sind schnell erledigt, ihr ist langweilig. Sie stöbert im Haus und findet auf dem Dachboden ein uraltes Matheschulbuch (1961).

mathebuch 1961

Darin findet sie die Aufgabe

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2020_07_corona_titel

Ausblick für die Transportgleichung

Finja, Fabian, Justin, Charly und Max müssen jetzt nach Hause fahren. Die Kinder und Charly nach NRW, Max fährt nach Berlin. Zu Hause kommen sie in eine 14-tägige Quarantäne. Aber mit modernen Medien können sie sich austauschen.

Justin schreibt an alle Hallo! Wie geht es euch? Geht es irgendwie weiter mit unserem Gletscher-Projekt? Sollen wir hier Däumchen drehen?

Finja antwortet an alle Hallo zusammen! Ich habe zwar etwas Fieber und Husten, aber mir ist langweilig! Gestern, als ich so im Bett lag, habe ich mir unsere Rechnung noch mal angeschaut. Da ist mir aufgefallen, dass wir in unserem Eifer bei der Berechnung der Differenzengleichung die eigentliche Fragestellung vergessen haben. Was haben wir eigentlich ausgerechnet? Weiterlesen

2020_06_gletscher-titel

Differenzenschema für die Gletschergleichung

Heute fahren Finja, Fabian, Justin, Charly und Max mit dem Wissenschaftler von der Uni zum Teufelsegg (3050 m). Ausnahmsweise dürfen sie heute mit dem Lift hochfahren, sie sind ja keine Touristen. Die schönste Hütte Südtirols ist leider geschlossen. Sie wollen die Wetterstation Teufelsegg am Hintereisferner besichtigen. Dort treffen sie den Spezialisten Matthias von der Uni.

Matthias Seid gegrüßt, ihr Buben und mein Mädel, wie ischts? Wir stehen grad hier auf 3000 m, wo die größte Schnee- und Eisfläche ist, hier ist ungefähr die Stelle, wo die Massenbilanz des Gletschers ihr Vorzeichen ändert. Das ist auch die Stelle, wo sich der Eisfluss im Vorzeichen ändert. Nach oben war bis jetzt immer ewiges Eis, nach unten ist es – natürlich im Jahresmittel – geschmolzen. Das muss man alles berücksichtigen, um die Dynamik am Kees zu simulieren. Weiterlesen

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Ein schwache Gletscherlösung

Finja, Fabian, Justin, Charly und Max sitzen in Italien fest. Sie müssen noch ein bisschen ausharren, kein Busunternehmen will sie nach Hause fahren. Aber das macht nichts. Sie freuen sich über die Berge, fahren ein bisschen Ski, messen Temperaturen, untersuchen den Hintereisferner und diskutieren das Open Global Glacier Model (OGGM) mit der partiellen DGL

wobei
S ... Querschnittsfläche durch den Gletscher mit Parabelform,
w … Breite des Gletschers
uVektor für die Geschwindigkeit, mit der sich das Eis bewegt oder Wasser wegfließt
… Masseänderung

sind. Sie wollten diese Gleichung entlang eines Weges vom Gletschergipfel bis zum Fuß beschreiben, jeden Querschnitt, Stück für Stück. Inzwischen haben Justin und Charly sich im Internet über diese Gleichung informiert und festgestellt, dass dies die sogenannte Transportgleichung ist, hier ist es eine lineare. Sie sieht einfach aus, sie beschreibt den Transport von Flüssigkeiten mit bekannten Geschwindigkeiten u. Diese Gleichung ist immer noch eine große mathematische Herausforderung. Im nichtlinearen Fall heißt sie Navier-Stokes-Gleichung und zählt zu den Millenium-Problemen der Mathematik. Weiterlesen

2020_04_gletscher_titel

Wie schnell das Eis schmilzt

Charly, Max, Finja, Fabian und Justin sind immer noch auf Expedition am Hintereisferner. Charly ist ihr Lehrer, der Alles organisiert, Max ist sein Freund, der Alles für die Sponsoren und die Schule fotografiert. Sie haben diskutiert, dass es nicht genügt, aus den Messwerten Vorhersagen durch Interpolation zu machen, denn man kann durch geeignete 4 Punkte sowohl das Wachsen des Gletschers als auch durch andere 4 Punkte das Schmelzen des Gletschers vorhersagen. Außerdem haben sie die wichtigsten physikalischen Prozesse am Gletscher besprochen und überlegt, wie man die Gletscherhöhe aus physikalischen Messgrößen berechnen kann. Jetzt wollen sie Vorhersagen über die Gletscherentwicklung machen. Weiterlesen

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Die Vermessung des Hintereisferners

Heute geht es wieder nach draußen zum Hintereisferner, diesmal nicht zum Ausblick, sondern direkt ins Eis. Charly, Max, Finja, Fabian und Justin schauen sich das Eis genauer an. Heute ist ein Spezialist von der Uni dabei, Max und Charly natürlich auch.

Spezialist Kinder, wir haben an der Uni ein Modell für alle Kees - ah - Gletscher der Welt gemacht. Wir können damit ausrechnen, wie sich das Eis entwickelt. Schaut mal hier, dieser Hintereisferner liegt in einem Tal, da können wir mal einen parabolischen Querschnitt annehmen. Weiterlesen

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Warum die einfachsten Gletschermodelle nichts taugen

Nun ist es soweit, Charly macht mit einigen seiner Schüler und Schülerinnen eine Expedition nach Kurzras in Südtirol (Italien) nahe der österreichischen Grenze. In den Ötztaler Alpen liegt nämlich der Gletscher Hintereisferner. Sie machen eine geführte Wanderung zum Gletscher und lassen sich von einem Bergführer begleiten. Max ist auch mitgekommen, er fotografiert, filmt und berichtet für eine Berliner Zeitung.

Trotz einiger Schwierigkeiten kommen sie am Hintereisferner an. Die Gruppe bewundert das Tal, das mal vom Gletscher ausgefüllt war. Letzte Woche hat es geschneit und der Gletscher hat etwas zugenommen, sagt der Bergführer. Im Sommer nimmt er wieder ab. Aber wie kann man die Eiszu- oder -abnahme messen? Weiterlesen