Oplossing Een echt rechte weg
Opgave 1
Om $d$ en $h$ te vergelijken leggen we de bovenkanten van de tekeningen over elkaar. Je ziet: $h$ is de kortste afstand van het hoekpunt tot het aardoppervlak en niet $d$. Ook kun je nu al zien dat het antwoord bij opgave 3 groter zal zijn dan dat bij opgave 2.
Opgave 2
We moeten de oppervlakte van het stukje tussen de weg en het aardoppervlak in het eerste plaatje hebben, en dat met $1{,}2$ vermenigvuldigen. We trekken de oppervlakte van de taartpunt af van die van de grote driehoek. De driehoek is
$$\frac12\times R\times 3000\mbox{ m}^2$$
groot; de taartpunt is
$$\frac12\times\alpha\times R^2\mbox{ m}^2$$
groot, hierin is $\alpha$ de hoek bij het middelpunt.
Er geldt
$$\tan\alpha = \frac{3000}{R},$$
dus
$$\alpha=\arctan \frac{3000}{R}.$$
Dat is gelijk aan $\arctan\frac{3\pi}{20000}$. Met behulp van een rekenmachine kom ik na alles invullen uit op ongeveer $850\mbox{ m}^3$ schelpen.
Opgave 3
Idem, maar nu de kleine driehoek van de taartpunt aftrekken. Nu geldt echter dat
$$\sin\alpha=\frac{3000}{R},$$
dus
$$\alpha=\arcsin\frac{3000}{R}.$$
Verder is de oppervlakte van de driehoek gelijk aan $\frac12\times R\cos\alpha\times 3000$. Na alles invullen kom ik uit op iets minder dan $1700\mbox{ m}^3$ graafwerk.