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Gravitation bei Leifiphysik

Gravitation

Der Mond umläuft die Erde in guter Näherung auf einer Kreisbahn. Seine Umlaufzeit beträgt 27,3 Tage, und sein Bahnradius misst 60 Erdradien. Die Zentripetalkraft, die nötig ist, um ein Stück des Mondes mit der Masse m1=1kg auf der Bahn zuhalten, beträgt daher

d.h. der Mond wird mit 0,00272m/s2 von der Erde beschleunigt
Wenn nun die Gravitationskraft tatsächlich mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt, müsste sie auf der Erdoberfläche selbst 602 mal so groß sein.
F1=602.F=3600.0,00272N=9,8N
Dies ist tatsächlich die Kraft, die auf der Erdoberfläche auf 1kg wirkt.

Damit hatte Newton bewiesen, dass die Schwerkraft, welche den Apfel vom Baume fallen lässt, auch den Mond auf seiner Bahn hält.


Wie groß ist die Anziehungskraft zwischen Erde und Sonne?

Masse der Erde = 6.1024kg
Masse der Sonne = 2.1030kg
Entfernung Erde-Sonne = 1.50.1011m

Tabelle: Beschleunigung auf den anderen Planeten


Ein Elefantenbulle fühlt sich von einer Elefantenkuh "angezogen". Prüfen Sie, ob dabei die Gravitationskraft zwischen den gewaltigen Massen von fünf und drei Tonnen eine Rolle spielt? Gehen Sie von einem Schwerpunktsabstand von einem Meter aus.
(6,7.10-11 5000.3000 : 1) N =0,0010 N = 1mN


Nimm an, du hast eine Masse von 40 kg. Welche Masse müsste ein zweiter Körper in 10 m Entfernung besitzen, damit ihr eine Kraft von 1 Newton aufeinander ausübt?

 

Die Grenzen der Newtonschen Gravitationstheorie

Das Newtonsche Gravitationsgesetz beschreibt die Planetenbewegung nicht ganz genau. 
Die Bahnellipse des Merkurs dreht sich mit 43 Winkelsekunden im Jahrhundert um die Sonne  (Der 3600. Teil eines Grades ist eine Sekunde, und um 43 dieser Sekunden dreht sich die Merkurbahn in 100 Jahren!)
Man suchte nach einem neuen Planeten, der innerhalb der Merkurbahn um die Sonne laufen sollte und dessen Gravitationskräfte für die Bahnstörung des Planeten Merkur verantwortlich sein sollten. Doch man fand keinen Planeten
Das Rätsel löste sich erst, als 1915 Albert Einstein eine völlig neue Gravitationstheorie schuf. Die "allgemeine Relativitätstheorie" enthält die Newtonsche Gravitationstheorie als ausgezeichnete Näherung und erklärt auch die Abweichung der Merkurbahn. 

Das ist ein typisches Beispiel dafür, dass grundlegende Fragen der Physik oft nur durch extremgenaue Messungen entschieden werden können

Links

http://iswww4.moe.edu.sg/schools/scgs/ntnujava/projectileOrbit/moonappl/index.html
Der Mond als geworfener Apfel

http://www.curtin.edu.au/curtin/dept/phys-sci/gravity/index2.htm
Exploring gravity

http://www.dhg.fn.bw.schule.de/gravitation/data/inhalt.htm

Quellen:

http://physics.webplasma.com/physics08.html#detail
http://www.physicsclassroom.com/Class/circles/U6L3c.html

http://oldsci.eiu.edu/physics/DDavis/1150/00Class/Calendar.html
http://www.gabishompage.de/dasall/menue.htm

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E-Mail: BRG Ried i. I - Physikauswahl Aktualisiert am 06.08.2003