Hintergrund
Newtons Gravitationsgesetz
Äpfel hatten eine große Bedeutung für die Entdeckung der Gravitation. Der englische Physiker Isaac Newton (1642-1727) führte den Begriff "gravity" (Erdanziehung) ein, nachdem er einen Apfel in seinem Garten auf den Boden fallen sehen hat. "Erdanziehung" ist die Anziehungskraft, die von der Erde auf ein Objekt ausübt. Auch der Mond dreht sich um die Erde wegen der Erdanziehungskraft. Newton postulierte später, dass die Erdanziehung nur ein Sonderfall der Gravitation (Schwerkraft) war. Jede Masse im Universum zieht jede andere Masse an. Dies ist die Grundidee von Newtons Gravitationsgesetz. |
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Dieses Gesetz veröffentlichte Newton 1687 in seiner berühmter Arbeit, den Principia ("Mathematical Principles of Natural Knowledge"). Es besagt, dass jeder Körper im Universum auf jeden anderen Körper eine Kraft entlang der Verbindungslinie ihrer Zentren ausübt. Die Stärke dieser Kraft ist direkt proportional zu dem Produkt der beiden Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung zwischen ihnen.
| In mathematischer Form: |  By team C007571, ThinkQuest2000. |
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wobei 
und 
die Massen der beiden Körper sind, |
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| r ist die Entfernung zwischen den beiden Massenzentren, | |
| F ist die Gravitationskraft zwischen ihnen und | |
| G ist die Gravitationskonstante, |  . |
Die oben genannte Gleichung berechnet nur die Kraft für den einfachsten Fall: zwischen zwei Körpern. Was passiert wenn mehr als zwi Körper dasind? In diesem Fall errechnen wir die Gesammtkraft auf einen Körper indem wir die Vektorsumme von allen Gravitationskräften, die auf diesen Körper einwirkten, bilden:
Durch Hinzufügen eines Einheitsvektors zu der Gleichung besitzt F nun eine Richtung!
Die Wirkung der Gravitation auf Planeten interaktiv ausprobieren!
Newton leitete die Relation so her, dass F proportional zu m ist, weil die Kraft auf einen fallenden Körper
direkt proportional zu seiner Masse ist. Dies besagt das zweite Bewegungsgesetz von Newton: F = ma = mg, also
ist F proportional zu m. Wenn die Erde eine Kraft auf einen Fallenden Körper ausübt,
übt dieser nach Newtons drittem Bewegungsgesetz eine gleichstarke Kraft in entgegengesetzter Richtung
auf die Erde aus. Daher ist die Gravitationskraft zu beiden Körpern ( |
 Blick auf den Vollmond. Courtesy of NIX NASA Image Exchange Photo ID: AS11-44-6667 Aufnahmedatum: 21.7.1969 |
wurde durch
Beobachtungen der Mondbewegungen gerechtfertigt. Johannas Kepler Courtesy of : AIP Emilio Segre Visual Archives. |
Newtons Gravitationsgesezt erklärte erfolgreich die Beobachtungen der Planetenbewegungen, die von dem deutschen Astronom Kepler (1571-1630) gemacht wurden. Es funktionierte perfekt in der altäglichen Welt und dominierte ungefähr 250 Jahre. Es zeigte jedoch seine Mängel beider Erklährung der Umlaufbahn des Merkurs um die Sonne. Es bricht zusammen sobald die Gravitation sehr stark wird, oder sich die Körper nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen. Erst Einsteins allgemeine Relativitätstheorie von 1915, welche diese Einschränkungen überwunden hat, konnte eine bessere Theorie der Gravitation liefern. |
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In der deutschen Version ist auf Grund der Kompatibilität zur englischen Version der Punkt als Dezimalzeichen beibehalten worden.
"Black holes aren't black - After Hawking they shine!"
"Schwarze Löcher sind nicht schwarz - Nach Hawking strahlen sie!"
Presentiert von Angie, Matthias and Thorsten
Team C007571,ThinkQuest Internet Challenge 2000.
Zuletzt geändert: 2000-08-14.