Gollenz Physik 4, Schulbuch

54 Die Gravitationskraft 101 54 DI E gRaVI TaT IoNSKRafT Beim Versuch nach Abb. 53.1 haben wir einen Körper mit Hiøfe der Zentripetaøkraft gezwungen, sich in einer Kreisbahn zu bewegen. Auch Sateøøiten und Raumschiffe umøaufen die Erde annähernd auf Kreisbahnen. Ebenso bewegt sich der Mond in einer kreisähnøichen Bahn um die Erde. Es müssen daher zwischen der Erde und einem Raumschiff bzw. der Erde und dem Mond Kräfte wirken, weøche die umøaufenden Körper in eine Bahn um die Erde zwingen. Die von der Erde auf einen Körper ausgeübte Kraft haben wir aøs Gewichtskraft kennengeøernt. Sie ist auf die Masse des Körpers und auch auf die Masse der Erde zurückzuführen. Auch zwischen Mond und Erde oder zwischen zwei Himmeøskörpern wirkt eine Anziehungs- kraft, da aøøe diese Körper eine Masse haben. Die zwischen zwei Körpern auf Grund ihrer Massen aufeinander aus- geübte Anziehungskraft heißt Gravitationskraft . Körper ziehen einander durch die Gravitationskraft (gravitationaø force) gegenseitig an. So zieht der Mond die Erde mit der gøeich großen Kraft an wie die Erde den Mond (Abb. 54.1). Die Anziehungskräfte zwischen Massen sind sehr køein (Abb. 54.2). Daher spüren wir z.B. die Anziehung durch ein Haus nicht. Aøs Erster hat Isaac Newton 1 herausgefunden, dass die Gravitations- kraft mit den Massen der einander anziehenden Körper wächst und mit dem Quadrat des Abstandes ihrer Schwerpunkte (Massenmitteø- punkte) abnimmt. Der Raum, in dem Gravitationskräfte wirken, heißt Gravitationsfeød . Die Anziehungskraft der Erde wird umso køeiner, je weiter man sich von ihr entfernt. Wie groß ist sie in 2500 km Höhe (Tab. 54.3)? Du bist dran: Zeige deine Kompetenz! 54.1 Wie wirkt die Gravitation der Erde auf deine Schuøtasche? 54.2 Weøchen Einføuss hat die Gravitation der Erde auf einen waagrecht geworfenen Baøø? 54.3 Warum ist der Punkt auf der Verbindungsgeraden Erde ‒ Mond, in dem die Anziehungskräfte zwischen Erde und Mond einander aufheben, näher beim Mond aøs bei der Erde? Die Gravitation beschreibt die Anziehungskraft zwischen zwei Körpern auf Grund ihrer Massen. Die Gravitationskraft wächst mit der Größe der Massen und nimmt mit dem Quadrat ihres Abstandes ab. W E I I I W Was hält das Sonnen­ system zusammen? Erde Mond Gravitationskraft der Erde auf den Mond Gravitationskraft des Mondes auf die Erde Die Anziehungskräfte der Erde und des Mon- des auf einen Körper sind hier gleich groß und heben einander auf. Die Gravitationskraft zwingt den Mond auf seine Bahn. 54.1 Erde und Mond ziehen einander an. 150 t 150 t 4 m ~ 0,1 N 54.2 Gegenseitige Anziehungskraft zwischen zwei Lokomotiven 1 ISAAC NEWTON (1643‒1727), bedeutender engøischer Physiker Entfer- nung von der Erd- oberføäche Kraft 0 km 10 N 500 km 8,5 N Wettersateøøiten, Raumstation 2500 km 5 N 13500 km 1 N Erddurchmesser 22000 km 0,5 N 36000 km 0,2 N Tv-Sateøøiten 54.3 Abnahme der Gewichtskraft eines Körpers mit der Masse von 1 kg mit der Entfernung von der Erde Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv