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Wissenstest, Gravitation

Die Gravitation oder Massenanziehung wirkt überall. So wird unser Körper ständig von der Erde angezogen und umgekehrt. Isaac Newton fand das Gravitationsgesetz, das nicht nur auf der Erde gilt, sondern auch die Bewegung der Himmelskörper bestimmt. Die Gesetze der Planetenbewegung wurden von Johannes Kepler formuliert, bevor das Gravitationsgesetz und damit die Ursache der Bewegung bekannt war. Im Test wird geprüft, ob die grundlegenden Größen und Zusammenhänge verstanden sind und angewendet werden können.

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Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Wissenstest, Gravitation." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/wissenstest-gravitation (Abgerufen: 13. June 2025, 20:22 UTC)

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Fernwirkung und Nahwirkung

Ausgehend vom coulombschen Gesetz und vom Gravitationsgesetz lag die Vermutung nahe, dass Kräfte zwischen Körpern durch den Raum übertragen werden, ohne dass ein übertragendes Medium vorhanden ist. Die Kräfte wirken unmittelbar zwischen den Körpern. Man spricht deshalb von der Fernwirkung oder auch von der Fernwirkungstheorie. Sie diente lange Zeit als Arbeitshypothese zur Erklärung der elektrischen, magnetischen und Gravitationswechselwirkungen zwischen Körpern.
MICHAEL FARADAY nahm dagegen an, dass sich durch die Anwesenheit eines Körpers der Raum selbst verändert und zum Träger physikalischer Eigenschaften wird. Kräfte werden dann durch diesen Raum vermittelt. Diese Auffassung geht also von einer Nahwirkung aus. Sie wird als Nahwirkungstheorie oder als Feldtheorie bezeichnet.

Bahnformen und Energie von Satelliten

Künstliche Satelliten können sich auf sehr unterschiedlichen Bahnen um die Erde oder zu anderen Himmelskörpern hin bewegen. Dabei handelt es sich um kreisförmige, elliptische oder parabelförmige Bahnen, die aber durch Triebwerke oder durch den Einfluss von Himmelskörpern verändert werden können.
Bei interplanetaren Flugbahnen sind die HOHMANN-Bahnen von besonderem Interesse.
Bei Swing-by-Manövern nutzt man das Gravitationsfeld und die Eigenbewegung von Himmelskörpern dazu, die Bahn und die Bewegung von Satelliten zu beeinflussen.

Bestimmung der Gravitationskonstanten

Die Gravitationskonstante ist eine fundamentale Naturkonstante. Sie wurde erstmals experimentell im Jahre 1798 durch den englischen Physiker HENRY CAVENDISH (1731-1810) bestimmt und später mit unterschiedlichen Experimentieranordnungen immer genauer ermittelt. Der Wert dieser Naturkonstanten beträgt:
G = 6,672   59 ⋅ 10 − 11   m 3 kg ⋅ s 2

Gravitationskräfte und Bewegungen

Planeten, Monde und künstliche Satelliten bewegen sich unter dem Einfluss von Gravitationskräften auf näherungsweise kreisförmigen oder elliptischen Bahnen. Viele Kometen bewegen sich auf parabolischen Bahnen. Die Bahnform wird durch die wirkenden Gravitationskräfte und die Geschwindigkeit des Körpers bestimmt. Ein besonders einfacher Zusammenhang besteht bei kreisförmigen Bahnen zwischen der für eine gleichförmige Kreisbewegung erforderlichen konstanten Radialkraft und der wirkenden Gravitationskraft.

Henry Cavendish

* 10.10.1731 Nizza
† 24.02.1810 London

HENRY CAVENDISH erbrachte besondere Leistungen bei der Erforschung der Gase. Bei seinen Untersuchungen entdeckte er die Gase Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid sowie die mephistische Luft, den späteren Stickstoff. Er entwickelte das Endiometer sowie ein sehr genaues Thermometer und beschäftigte sich mit den Arsenoxiden. Während seiner physikalischen Forschungen entdeckte er die latenten Schmelz- und Verdampfungswärmen, bestimmte als Erster die Gravitationskonstante und beschäftigte sich mit der elektrischen Leitfähigkeit von Salzlösungen.

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