Schwerkraft – was ist das?
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| Publikation: | 1.9.2000 |
| Herkunft: | La main à la pâte, Paris |
Der Zusammenhalt der Himmelskörper (Planeten, Fixsterne, Milchstraßensysteme) ist durch die Schwerkraft gegeben. Auch die Bewegungen der Himmelskörper sind eine Folge der Schwerkraft: Die Erde wird von der Sonne angezogen, kreist um sie und dreht sich gleichzeitig wie ein Kreisel um sich selbst. Dieses Zusammenspiel von Bewegungen führt zur Abfolge der Jahreszeiten, der Tage und Nächte, zum täglichen Schauspiel, das uns der Mond, die Sonne, die übrigen Planeten und die Fixsterne bieten.
Das Trägheitsprinzip
Das von Galilei formulierte Grundprinzip lässt sich wie folgt ausdrücken: "In Abwesenheit von Reibung und von jeder anderen Behinderung oder Kraft ruht ein Gegenstand oder er bewegt sich geradlinig und mit gleich bleibender Geschwindigkeit." Demzufolge würde ein Wagen, der weder am Boden noch in der Luft durch Reibung gebremst würde, wenn er einmal losgefahren ist, ohne Energieverbrauch mit gleich bleibender Geschwindigkeit weiterfahren.
Die Schwerkräfte
Die Gravitationskraft wirkt auf alle Körper, die eine Masse haben, und sie wirkt anziehend. Damit man besser versteht was vorgeht, werden wir die Wechselwirkung von zwei Körpern 1 und 2 mit den Massen m1 und m2 untersuchen, die sich in einem Abstand d voneinander befinden.
Obige Zeichnung stellt die Kräfte dar, die auf die Körper 1 und 2 wirken, wobei F2auf1 die Anziehungskraft bezeichnet mit der Körper 2 Körper 1 anzieht und F1auf2 die Anziehungskraft mit der Körper 1 Körper 2 anzieht. Die Wechselwirkung zwischen 1 und 2 ist durch zwei Kräfte gleicher Größe, aber entgegengesetzter Richtungen, gegeben.
Die Größe der Kraft berechnet sich nach folgender Formel: F = (G×M1×M2) / d2, wobei G die Newton’sche Gravitationskonstante, M1 und M2 die Massen der wechselwirkenden Körper und d2 das Quadrat der Entfernung zwischen den beiden Schwerpunkten der Körper ist.
Die Schwerkraft hat eine unendliche Reichweite: Jeder Körper wechselwirkt mit allen Körpern im Weltall. Weil die Kraft aber umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung wirkt, nimmt die Anziehung mit wachsender Entfernung rasch ab. Sie nimmt dagegen zu mit der Masse der beteiligten Körper. So hat Mars zwar eine größere Masse als der Mond, weil der Planet aber sehr viel weiter entfernt ist, hat er praktisch keine Gravitationswirkung auf der Erde.
Von allen Himmelskörpern wirken im Wesentlichen Mond und Sonne auf der Erde, der Mond wegen seiner Nähe, die Sonne wegen ihrer sehr großen Masse.
Und die Drehbewegung?
Die Erde rotiert in gleichförmiger Kreisbewegung, soll heißen mit konstanter Drehgeschwindigkeit, um ihre Achse. Die Drehbewegung kommt noch immer daher, dass die Erde sich einmal aus rotierender Materie gebildet hat.
Wir haben die Anziehung durch die Schwerkraft beschrieben. Jetzt müssen wir noch verstehen, warum die Himmelskörper unter dem Einfluss der Anziehungskraft umeinander kreisen, statt aufeinander zu prallen. Es gibt (wie weiter oben bereits gesagt) drei Möglichkeiten: Fall und Aufprall, Ablenkung (Fall ohne Aufprall), Einfang in eine Umlaufbahn (Satellitenbahn). Die drei Fälle werden auf der Seite "Der Einfluss der Schwerkraft auf die Erdbewegung" behandelt.
Letzte Aktualisierung: 29.11.2023
