Sateliten die sich gleich schnell wie dir Erde bewegen - weshalb funktioniert das?

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6 Antworten

Also: auf den Satelliten wirkt die Gravitation, und die wird umso geringer, je weiter der Satellit entfernt ist.

Damit ein Satellit nicht auf die Erde kracht (weil er von ihr angezogen wird), braucht er eine Eigengeschwindigkeit, sprich, er muss sich um die Erde drehen. Damit entsteht eine Fliehkraft und wenn diese genau so groß ist, wie die entgegen gesetzte Gravitation, dann bleibt der Satellit in der gleichen Höhe.

Wenn der Satellit recht niedrig ist, ist die Gravitation groß. Dann muss auch die Umlaufgeschwindigket des Satelliten hoch sein, damit sie der Gravitation entgegen wirken kann. Dadurch muss der Satellit aber zwangsläufig viel schneller sein als die Erddrehung. Die ISS zu Beispiel braucht nur rund 90 Minuten um die Erde.

Wenn man den Satelliten in eine höhere Umlaufbahn bringt, kann er langsamer sein. Also muss man eine Höhe suchen, in der sich Gravitation und Fliehkraft genau dann ausgleichen, wenn der Satellit die Gleiche Geschwindigkeit hat wie die Erddrehung. Und dieses geht in einer Höhe von etwa 36.000 km über der Erde. Dazu muss der Satelit aber auch noch über dem Äquator sein, weil es sonst ständig von Nord nach Süd eiern würde.

Alle geostationären Satelliten reihen sich also wie eine Perlenkette in 36.000 km Höhe über dem Äquator auf.

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Kommentar von Physikus137
03.08.2016, 23:57

Na das ist doch mal eine prima Erklärung!

Bitte hier mal ein Sternchen setzen!!

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Kommentar von Franz1957
04.08.2016, 03:03

Eine oft zu hörende und auf die Schnelle auch fast überzeugend klingende Erklärung. Für genau kreisförmige Bahnen geht sie sogar zahlenmäßig auf: Man kann mit ihr richtig ausrechnen, wie schnell der Satellit für einer bestimmten Kreisbahnradius sein muß. Trotzdem ist sie falsch.

Wenn die Gravitation tatsächlich durch irgendetwas ausgeglichen würde, dann würde der Satellit überhaupt nicht um die Erde kreisen. Er würde sich auf gerader Linie ins Weltall verabschieden, so wie das Erste Newtonsche Gesetz (Trägheitsgesetz) sagt:

Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmig geradlinigen Translation, sofern er nicht durch einwirkende Kräfte zur Änderung seines Zustands gezwungen wird.

Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Newtonsche\_Gesetze

Die Gravitation ist das Einzige, was den Satelliten dazu bringt, auf seiner Umlaufbahn zu bleiben. Daß er nicht auf die Erde kracht, liegt an keiner Fliehkraft. Die gibt es für ihn nicht. Es liegt daran, daß seine Bahnkurve eben außerhalb der Erdkugel verläuft, ohne ihre Oberfläche irgendwo zu schneiden.

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Bezugssystem Erde:

Auf den Satelliten wirkt nur eine Kraft, die Gravitationskraft, also FGrav = gamma * mE * mS / r^2. Um eine Kreisbahn vollführen zu können, mus dieses Kraft die Kreisbedingung erfüllen, also FKreis = mS * omega^2 * r.

Einfach gleichsetzen , mS rauskürzen, für omega die Kreisfrequenz der entsprechenden 24h einsetzen und du bekommst die richtige Höhe r (vom Erdmittelpunkt aus betrachtet).

In dieser Höhe r lässt sich dann mit v = omega * r auch noch die Geschwindigkeit des Satelliten bestimmen, damit er auch genau auf dieser Kreisbahn bleibt.

Für weitere Details siehe die Antwort von PeterSchu

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Die Fragestellung ist unklar. Ich beziehe hier Dein "gleich schnell" auf die gleiche Winkelgeschwindigkeit.

Satelliten erfahren bei ihrer Erdumkreisung eine Zentrifugalkraft (Fliehkraft), die der Zentripetalkraft (Schwerkraft) entgegen wirkt. Je größer die Bahngeschwindigkeit, desto größer die Höhe des Satelliten. 

Ein geostationärer Satellit kreist mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Erde um deren Achse, 35.786 km über dem Äquator und mit einer Bahngeschwindigkeit von etwa 3,07 km/s. Damit befindet der sich im Idealfall immer über demselben Punkt der Erdoberfläche bzw. des Äquators.

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Kommentar von dompfeifer
04.08.2016, 14:32

Vielleicht meinst Du hier auch mit "Geschwindigkeit" etwas völlig anderes. Ich zitiere Dich von anderer Stelle hier:

Heisst das, der Satellit bewegt sich auch rasend schnell wie die Erde?  

Die Frage ergibt so keinen Sinn, weil jede angegebene Geschwindigkeit auf ein willkürlich ausgewähltes System bezogen ist. So kann ich z.B. die Geschwindigkeit eines Baumes um die Erdachse bestimmen, die Geschwindigkeit eines Erdsatelliten auf seiner Erdumlaufbahn, die Geschwindigkeit der Erde auf ihrer Sonnenumlaufbahn, die Geschwindigkeit der Sonne um die Drehachse der Milchstraße, die Geschwindigkeit der Milchstraße in Bezug auf andere Systeme u.s.w. Die beliebige Aufaddierung derartiger Einzelgeschwindigkeiten führt zu keinem objektiven Ergebnis. Die stützt sich auf die Fiktion eines „objektiven Ruhepunktes“ und einer objektiven, absoluten Geschwindigkeit. Wer schreibt schon einem Straßenbaum alle möglichen kosmischen Geschwindigkeiten zu?

Im irdischen praktischen Alltag unterstellen wir bei Geschwindigkeits-Angaben in aller Regel stillschweigend die Erdoberfläche als Bezugssystem, gewissermaßen als „gedachten Ruhepunkt“. Innerhalb des rollenden Bahnwaggons dagegen beziehen wir uns auf den Waggon als „gedachten Ruhepunkt“, wenn wir z.B. über die Geschwindigkeit reden, mit der darin jemand seinen Platz wechselt.

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Gravitation, diese Dinger werden geostationär da oben hingepinnt, den Rest besorgt die Gravitation.
Damit sie nicht vorzeitig wieder gen Erde pilgern haben sie Brennstoffzellen an Board für die Kurskorrektur.
Ist der Saft alle gehts heimwärts und die verglühen in der Atmosspäre.

Für Sonden wird die geliche Kraft zur Beschleunigung verwendet.
Alles was im All einmal in Bewegung ist bleibt in Bewegung.

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Alle Satelliten bewegen sich gleich schnell wie die Erde, sonst würden sie ja nicht in der Umlaufbahn bleiben. Und das funktioniert wegen der Gravitation.

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Kommentar von jackahilla
03.08.2016, 22:53

das ist völlig falsch. es gibt momentan ca. 300 sat., die die erde innerhalb einer stunde umkreisen

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Kommentar von MissMapel
03.08.2016, 22:56

Ja, nunmal gibt es auch diese, die sich mit der Erde mitbewegen. Diese meine ich

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Geostationäre Umlaufbahnen?

Warum sollte das nicht funktionieren?

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