Warum fliegt die Erde weg, wenn die Zentripetalkraft größer ist als die Gravitationskraft?
Hallo,
meine Frage lautet wie oben steht: Warum fliegt die Erde weg, wenn die Zentripetalkraft größer ist als die Gravitationskraft?
Die Zentripetalkraft wirkt ja nach innen, nicht nach außen. Und eigentlich ist die Zentripetalkraft ja genau die Gravitationskraft, wie könnte sie da größer sein als diese...
Oder hat das was mit der Zentrifugalkraft zu tun?
Vielen Dank im Voraus!
LG
Behauptet denn irgendjemand, daß sie das täte?
Ja, neben meinem Leherer das Internet. Hier ein Beispiel:
https://www.youtube.com/watch?v=MPcQB6g09X8&list=PLLHMI0pfxj7fsA6Vgzgce_Nom2K9HN9hf&index=3
4 Antworten
Warum fliegt die Erde weg, wenn die Zentripetalkraft größer ist als die Gravitationskraft?
Das tut sie nicht, und die Zentripetalkraft kann nicht größer sein als die Gravitationskraft.
(Außer, der btr. Körper ist ein Raumfahrzeug mit Triebwerken und erzeugt mit ihnen zu irgendeinem Manöver, z.B. zur Bahnkorrektur, eine künstliche Zentripetalkraft, die dann mit der Gravitationskraft gar nichts zu tun hat.)
Wegfliegen würde die Erde, wenn ihre Geschwindigkeit größer wäre als 42,1 km/s, die Fluchtgeschwindigkeit vom Erdbahnradius aus dem Gravitationsfeld der Sonne.
https://de.wikipedia.org/wiki/Fluchtgeschwindigkeit_(Raumfahrt) (Siehe Tabelle.)
In dem Video, das Du genannt hast, wird nicht von realen Kräften gesprochen, sondern von einem schlecht ausgedachten Gedankenspiel, das mehr durcheinander bringt als es klärt. Es ließe sich eine ganze Liste von Fehlern aufzählen. Aber Du wolltest ja wissen, wie es tatsächlich ist.
Und eigentlich ist die Zentripetalkraft ja genau die Gravitationskraft, wie könnte sie da größer sein als diese...
So ist es, jedenfalls bei einer kreisförmigen Bahn.
Bei einer elliptischen Bahn, also im Normalfall, ist die Zentripetalkraft veränderlich. Sie wird maximal so groß wie die Gravitationskraft, nämlich an den beiden Scheitelpunkten der Ellipse. Auf dem Rest der Bahn ist sie kleiner als die Gravitationskraft, und niemals größer. Sie ist dabei eine Vektorkomponente der Gravitationskraft. Die andere Komponente wirkt tangential zur Bahn und sorgt dafür, daß der btr. Körper abwechselnd schneller oder langsamer wird.
Zeichungen, wo man das sehen kann, sind hier:
https://www.leifiphysik.de/mechanik/gravitationsgesetz-und-feld/ausblick/satellitenbahnen (Auf "Lösung einblenden" klicken)
http://dieter-heidorn.de/Physik/SS/K05_Gravitation/K53_Gravitationsgesetz/K53_Gravitationsgesetz.html (Zeichnung ganz unten)
Oder hat das was mit der Zentrifugalkraft zu tun?
Nein.
Veränderlich ist bei einer elliptischen Bahn nicht nur die Länge des Bahnradius, sondern noch etwas: der Winkel, mit dem er auf die Bahn trifft. Außer an den beiden Scheitelpunkten ist das überall ein schiefer Winkel, und deshalb wirkt nicht die ganze Gravitationskraft als ZPK, sondern nur ihre rechtwinklig zur Bahn stehende Normalkomponente (Stichwörter: Vektoren und Kräftezerlegung). Die Tangentialkomponente der Gravitationskraft wirkt abwechselnd in der Bewegungsrichtung und gegen gegen sie und beschleunigt oder bremst dabei den umlaufenden Körper.
Auf den oben angelinkten Seiten von leifiphysik.de und dieter-heidorn.de wird das gezeigt, und in dem Video hier sieht man es ab 2:58. https://www.youtube.com/watch?v=59qniggFpFQ ( die ich oben angegeben habe.)
Die Wikipedia fasst es hier zusammen: https://de.wikipedia.org/wiki/Zentralkraft#Kraftzentrum
Danke für den Stern!
Das hat man ja bestimmt in Experimenten festgestellt. Ich kann mich allerdings an keines davon erinnern. Vielleicht hast du brauchbare Quellen ?
Ja, die Gravitationskraft ist die Zentripedalkraft.
Du hast recht. Da ist ganz sicher die Zentrifugalkraft gemeint.
Vielen Dank für die ausführliche Antwort!
Sie haben ja geschrieben, dass die Zentripetalkraft bei einer Elliptischen Bahn veränderlich ist. So wie ich das verstanden habe, ist die ZPK ja die Kraft, die das Objekt auf seiner runden Bahn hält, also bei einer Kreisbahn die Gravitationskraft. Ich schlussfolgere daraus, dass das "Veränderliche" bei einer Ellipsenbahn daran liegt, dass die Gravitationskraft abnimmt, umso weiter das Objekt vom Zentralkörper entfernt ist.
Aber was ich nicht verstehe, ist, wie die ZPK kleiner sein kann als die Gravitationskraft, wo sie ja schließlich in diesem Fall mit der Gravitationskraft gleichgesetzt werden kann. Oder kann ich das folgendermaßen verstehen: GK = ZPK, aber Gravitationskraft veränderlich, daher auch Zentripetalkraft variabel?
LG!