Zweikörperproblem
Astronomie
Definition
In der Physik bezeichnet man als Zweikörperproblem die Aufgabe, die Bewegung zweier Körper zu berechnen, die ohne zusätzliche äußere Einflüsse nur miteinander wechselwirken.
Beispiel Astronomie
Ein Komet oder ein Planet bewegt sich auf einer Bahn um ein Zentralgestirn: tatsächlich beeinflusst auch der kleinere Himmelskörper etwas den größeren. Das macht die Aufgabe deutlich schwieriger. Die Fragestellung ist auch bekannt unter dem Namen Keplerproblem. Mehr dazu unter keplersche Gesetze ↗
Beispiel Freier Fall
Als frei bezeichnet man einen Fall, wenn die einzigenden wirkenden Kräfte die Gravitations- und die Trägheitskraft sind. Fällt ein Gegenstand nur eine kurze Strecke an der Oberfläche eines Planeten, kann man die Gravitationskraft als konstant annehmen. Die Abweichung des berechneten Ergebnisses von der Realität wird sehr klein sein. Fällt der Gegenstand aber längere Strecken auf einen Himmelskörper zu (der Mond fällt auf die Erde) oder findet der Fall nahe an einem schwarzen Loch statt, so kann die Änderung der Gravitationskraft über die Zeit nicht mehr vernachlässigt werden. Der Fehler wird irgendwann zu groß. Die mathematische Lösung ist recht aufwändig[1].
Beispiel Stoß
Zwei Körper, zum Beispiel Kugeln, prallen aufeinander. Nach dem Zusammenprall bewegen sie sich wieder voneinander fort oder sie vereinigen sich und bewegen sich dann in einer gemeinsamen Richtung. Lies mehr dazu unter Stoßgesetze ↗
Fußnoten
- [1] Der Sonderfall des freien Falles mit variable Anziehungskraft wird mathematisch hergeleitet in: Sid Chaudhuri. Free-falling Body and Kepler's Law. July 2019. In: Physics Education, Volume 54, Number 5. DOI: 10.1088/1361-6552/ab29ad. Online: https://www.researchgate.net/publication/330521680_Free-falling_Body_and_Kepler's_Law
