Wo wirkt die Gravitation am stärksten?
Im Zentralgebiet eines Sterns, wo die Dichte am größten ist, oder in der Hülle/Randzone?
7 Antworten
Die Gravitationskraft die an dir zieht ist im Mittelpunkt des Sterns am größten. Wenn man die Beträge der Kräfte im Mittelpunkt des Sternes addieren würde, wäre die Summe größer, als würde man die Beträge der Kräfte an der Oberfläche addieren. Wenn man allerdings die Kräfte mit Beachtung der Richtung der Vektoren addiert, so ergibt sich im inneren des Sternes eine effektive Kraft von 0 Newton und an der Oberfläche ist sie stärker. Mit der Kraft die wirkt meinst wahrscheinlich, die Kraft, die dich effektiv beschleunigt, und die wäre an der Oberfläche am stärksten. Bitte formuliere deine Frage präziser.
ja Verzeihung, ich meine im Rahmen eines Protosterns welcher noch kollabiert
Dieser Antwort kann ich nicht zustimmen; der Einwand mit den Pferden ist aber sehr interessant und einen Kommentar wert - wenn auch etwas spaet:)
Im Mittelpunkt des Sterns wirkt keine Gesamtkraft. Man wuerde dort nicht beschleunigt. Dass man sich die Kraft aus vielen Einzelkraeften zusammengesetzt vorstellt (die sich vektoriell zu 0 addieren), aendert daran nichts.
Dass ein Verurteilter im Mittelalter dennoch gevierteilt werden konnte, hat einen anderen Grund. Der Verurteilte praegt dem "Vier-Pferde-System" eine Zwangsbedingung auf (ohne ihn wuerden die vier Pferde ja einfach in die vier Himmelsrichtungen davonlaufen). Diese Zwangsbedingung wird durch eine Zwangskraft (vgl. https://de.wikipedia.org/wiki/Zwangskraft) realisiert. Der Koerper kann dieser Zwangskraft aber nicht standhalten, sodass die Bestrafung funktioniert.
Dasselbe passiert auch, wenn man einfach nur auf der Erdoberflaeche steht. Man wird nicht beschleunigt (die Geschwindigkeit aendert sich nicht...), aber dennoch spuert man eine Kraft - wie kann das sein? Die Undurchdringlichkeit des Bodens praegt dem System aus Planet und Mensch eine Zwangsbedingung auf, naemlich die, dass der Abstand zwischen Planetenschwerpunkt und Mensch konstant ist. Zur Realisierung dieser Zwangsbedingung wird eine Zwangskraft ausgeuebt - diese spueren wir als "Gewicht".
Im Mittelpunkt eines Sterns wirken auf den Beobachter aber keine Zwangskraefte. Die sogenannten "eingepraegten Kraefte" (s. Artikel oben) addieren sich zu 0 (vektoriell). Also wirkt tatsaechlich keine Kraft - anders als beim Vierteilen!
Mein zweiter Einwand bezieht sich darauf, dass die "effektiv beschleunigende Kraft" auf der Oberflaeche am groessten sei. Das ist nicht der Fall. Hier konkurrieren zwei Effekte: Je weiter man sich vom Mittelpunkt weg bewegt, desto groesser ist der Abstand zum Massenschwerpunkt (der ja im Mittelpunkt liegt). Dafuer befindet sich aber auch immer mehr anziehende Masse unter einem. In der Tat wird die resultierende Kraft nicht an der Oberflaeche maximal, sondern irgendwo im Mantel. Fuer den Dichteverlauf der Erde haelt Wiki ein Schaubild bereit:
https://de.wikipedia.org/wiki/Schwerefeld#Erdschwerefeld_im_Erdinneren
Was verstehst du denn unter "Stärke" der Gravitation?
Wenn du so explizit fragst, solltest du schon die aktuelle Beschreibung benutzen, die Allgemeine Relativitätstheorie.
Oder eine Krümmung der Raumzeit.
Die hat mehrere Konsequenzen oder Aspekte. Die Schwerebeschleunigung ist z. B. von der Erdoberfläche mit einigen Schwankungen bis zur Obergrenze des Erdkerns konstant und sinkt auf null im Erdmittelpunkt.
Die Zeitdilatation hat dagegen im Erdmittelpunkt ihr Maximum
Bei Sternen ist es prinzipiell ähnlich.
"... solltest du schon die aktuelle Beschreibung benutzen, die Allgemeine Relativitätstheorie."
Für die (näherungsweise) Beschreibung des Verlaufs der Gravitation im Inneren eines (normalen) Sterns (z.B. nicht Neutronenstern) reicht durchaus auch eine Berechnung nach den Newtonschen Gesetzen. Zusätzlich braucht man Kenntnisse über den Dichteverlauf im Sterninneren.
Da bist du genau so unpräzise wie die Frage.
Du sprichts vom Verlauf der Gravitation, ohne sie zu definieren.
Die äußert sich nicht nur als Schwerebeschleunigung.
Im Mittelpunkt wird die Gravitation aufgehoben, da alle Masse außen herum verteilt ist. An der Oberfläche, wo sich die gesamte Masse genau unter den Füssen befindet, ist die Gravitation am stärksten. Bei weiterem Entfernen von der Oberfläche in Richtung All nimmt die Gravitation im Quadrat zur Entfernung vom Mittelpunkt ab.
Gravitation ist Anziehungskraft und wo ist die wohl am größten?
ja, sag' es uns! Wir sind gespannt auf deine Antwort. Insbesondere wegen der vorzüglichen Einleitung.
Der Kraftbegriff hat keineswegs seine Bedeutung verloren, auch nicht für die Gravitation. In der Physik gibt es eben oft Situationen, die auf unterschiedliche Weise beschrieben werden können, ohne dass eine dieser Beschreibungen "falsch" sein muss.
Die Gravitation proportional zur Masse und zu 1/(r²).
Mit anderen Worten: wenn du eine homogene Massenverteilung hast, dann am Rand dieser.
Bei Sternen/Planeten mit unterschiedlichen Dichten ist die meines Wissens meist im zweiten drittel des Planeteninneren.
"Die Gravitationskraft die an dir zieht ist im Mittelpunkt des Sterns am größten. Wenn man die Beträge der Kräfte im Mittelpunkt des Sternes addieren würde, ...."
Physikalisch gesehen ist es aber nie sinnvoll, einfach die Beträge von Teilkräften zu addieren, welche in alle möglichen Richtungen zeigen. Kräfte addieren sich immer vektoriell.