Gravitationskraft
Anziehende Kraft zwischen Massen, ohne Rotation
Basiswissen
Als Gravitationskraft bezeichnet man die Kraft, die zwischen zwei (oder mehr) Massen wirkt. Gravitationskraft kann zwischen der Erde und einem Menschen wirken, aber auch zwischen zwei Atomen weit voneinander entfernt im Weltraum. Hier stehen zwei Formeln zur Berechnung.
Formel I
◦ Ein Körper an einer Planetenoberfläche
◦ Es gilt: F = m·g
Formel II
◦ Zwei Körper, egal wo, z. B. auch im Weltraum
◦ F = G·m₁·m₂:r²
Legende I
◦ Für: F = G·m₁·m₂:r²
◦ F = die Anziehungskraft zwischen zwei Körpern, z. B. in => Newton
◦ G = Gravitationskonstante (siehe unten)
◦ m₁ = Masse des einen Körpers, z. B. in => Kilogramm
◦ m₂ = Masse des anderen Körpers, z. B. in => Kilogramm
◦ r = Abstand der beiden Körper, z. B. in => Meter
◦ r² = r mit sich selbst malgenommen
◦ Mehr unter => Gravitationsgesetz
Legende II
◦ Für: F = m·g
◦ F = Gewichtskraft an der Oberfläche eines Himmelskörpers (z. B. der Erde)
◦ m = Masse eines Körpers in der Nähe der Oberfläche eines Himmelskörpers mit dem Ortsfaktor g
◦ g = in Newton pro Kilogramm, für die Erde zum Beispiel 9,81 N/kg, ist der => Ortsfaktor
Was ist genau das G?
◦ Die Gravitationskonstante G ist eine Naturkonstante:
◦ G = 6,672 mal 10 hoch -11 m³/(kg·s²)
◦ G = 0,00000000006672 m³/(kg·s²)
◦ Siehe auch => Gravitationskonstante
Was ist Gravitation?
◦ Zwei Körper mit einer Masse ziehen sich gegenseitig immer an.
◦ (Masse meint alles, was man z. B. in Kilogramm messen kann.)
◦ Man kann sich zum Beispiel einen vollkommen leeren Weltraum vorstellen.
◦ In diesen Weltraum werden zwei Goldkugeln von jeweils 1000 kg Masse gedacht.
◦ Egal wie weit die Kugeln voneinander entfernt wären, sie würde sich anziehen.
◦ Diesen Effekt nennt man "Gravitation" oder auf Deutsch auch => Schwerkraft
Wovon hängt die Gravitationskraft ab?
◦ Sie hängt von der Masse (der Kilogramm-Zahl) der zwei Körper ab.
◦ Und sie hängt vom Abstand der zwei Körper ab.
◦ Je schwerer die Körper sind, desto stärker ist die Kraft.
◦ Je näher die Körper zueinander sind, desto stärker ist die Kraft.
◦ Lies mehr unter => Gravitationsgesetz
Was ist Dunkle Masse?
◦ Mit Hilfe der Gravitationskraft kann man die Bewegung von Sternen in Galaxien berechnen.
◦ Dabei kommt heraus, wann welcher Stern wo und mit welcher Geschwindigkeit ist.
◦ Die berechneten Werte passen aber nicht immer auf das was man beobachtet.
◦ Man vermutet, dass es unsichtbare Masse im Weltraum gibt.
◦ Diese nennt man auch => dunkle Masse
Was ist Dunkle Energie?
◦ Es gibt Anzeichen, dass die Gravitationskraft mit großer Entfernung abstoßen wirken könnte.
◦ Je weiter zwei Körper voneinander entfernt sind, desto stärker stoßen sie sich ab.
◦ Dieser Effekt würde aber erst bei sehr, sehr großen Entfernungen auftreten.
◦ Mehr dazu unter => Dunkle Energie
Was ist der Unterschied zur Gewichtskraft?
◦ Das Wort Gewichtskraft unterscheidet ist kein Synonym für Schwerkraft.
◦ In die Gewichtskraft fließen auch Zentrifugalräfte mit ein.
◦ Ein Mensch am Äquator der Erde erfährt eine rein anziehende Gravitationskraft.
◦ Er erfährt aber auch an nach oben wirkende Zentrifugalkraft (Erdrotation).
◦ Die Gewichtskraft verrechnet die beiden zu einer gemeinsamen Kraft.
◦ Für die Äquator-Person ist die Schwerkraft kleiner als die Gravitationskraft.
◦ Mehr unter => Gewichtskraft
Was ist der Unterschied zur Schwerkraft?
◦ Die Gravitationskraft meint eindeutig nur anziehende Kräfte zwischen Massen.
◦ Die Gewichtskraft meint eindeutig die Summe aus Gravitations- und Zentrifugalkraft.
◦ Der Begriff Schwerkraft hingegen wird in der Literatur nicht einheitlich verwendet.
◦ Zum Einen steht er als Synonym für die Gravitationskraft.
◦ Zum anderen als Synonym für die Gewichtskraft.
◦ Wenn man den Begriff verwendet, sollte man bei der ersten Nennung ...
◦ klarstellen, wie er zu verstehen ist.
◦ Mehr unter => Schwerkraft
Wie schnell ist die Gravitationskraft?
Isaac Newton ging nicht ausdrücklich auf die Frage ein, ob oder wie lange die Gravitationskraft bräuchte, um durch den Raum zu wandern. Er scheint davon ausgegangen zu sein, dass sie sich ohne Zeitverzögerung durch den Raum ausbreitet, also instantan als Fernwirkung zu betrachten ist. Heute geht man davon aus, dass sich die Schwerkraft höchstens so schnell wie das Licht ausbreiten kann. Siehe auch => Lichtgeschwindigkeit
