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Aufgabenstellung:

Wie muss die Länge gewählt werden, damit das abgebildete symmetrische Trapezprofil mit konstanter Wandstärke wölbfrei ist?

Abbildung

Lösungsweg:

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Das Profil ist wölbfrei, wenn es ein Kreistangentenprofil ist.

Bekannt sind die Längen:

Gesucht ist die Länge:

Die Dreiecke und sind kongruent. Daher sind die Winkel am Punkt B gleich groß. Ebenso sind die Dreiecke MDE und MCE kongruent. Daher sind die Winkel am Punkt gleich groß.

Skizze:

Abbildung

Für die Winkel kann abgelesen werden:

Damit sind alle Winkel in den Dreiecken und MDE gleich, d. h. die Dreiecke sind ähnlich. Daraus folgt:

Einsetzen ergibt:

Lösung: