Warum bewegt sich die Erde in Sonnennähe schneller als in Sonnenferne?
Durch die 3 keplerschen Gesetze erkennt man, dass die Erde keine konstante Geschwindigkeit hat. Also warum erreicht die Erde ihre max. Geschwindigkeit in Sonnennähe? hat das was mit der Gravitationskraft der Sonnen zu tun?
12 Antworten
Ja, sicher, je näher etwas sich einer Gravitationsquelle befindet, desto mehr steigt die Geschwindigkeit, auch, wenn es sich um eine (eliptische) Kreisbahn um das Objekt handelt. Die anziehende Kraft wird ja stärker, je weiter man sich nähert.
Die Erde bewegt sich auf einer elliptischen Bahn um die Sonne. Dadurch wirkt die Gravitationskraft, die die Sonne auf die Erde ausübt NICHT senkrecht zum Bahngeschwindigkeitsvektor. Die Folge davon ist, dass eine Kraftkomponente der Gravitationskraft bei Annäherung der Erde an die Sonne in Richtung des Bahngeschwindigkeitsvektors wirkt und beim Entfernen in entgegengesetzter Richtung.
Die Folge davon ist, dass der Betrag der Bahngeschwindigkeit bei Annäherung an die Sonne aufgrund der Beschleunigung durch diese Kraftkomponente größer und in entgegengesetzter Bewegungsrichtung kleiner wird. Nur im Perihel und im Aphel wirkt die Gravitationskraft der Sonne senkrecht zum Bahngeschwindigkeitsvektor der Erde. Diese Punkte durchläuft die Erde aufgrund ihrer Trägheit in diesen Momenten ohne tangentiale Beschleunigung.
Gruß, H.
Hier geht es ja nur um die Grundlagen und der Drehpunkt liegt halt wegen der großen Sonnenmasse innerhalb der Sonne.
Also ist die Planetenbahn angenähert ein Kreis und das ergibt dann die "durchschnittliche" Bahngeschwindigkeit.
Für Spezialkenntnisse sind dann Astrophysiker zuständig,die wissen´s genau.
Hallo JK200088,
zwei Arten zu argumentieren:
1) Die Gravitationskraft steigt quadratisch mit abnehmender Entfernung von der anziehenden Masse. Entsprechend braucht der Planet eine höhere Bahngeschwindigkeit, wenn er näher an seinem Zentralstern ist, um dieser etwas entgegenzusetzen.
2) Das Drehmoment muss konstant bleiben: Ist der Hebel kürzer, bewegt sich das Gewicht schneller, um dasselbe Drehmonent zu haben... deswegen muss der Planet in Sonnennähe schneller sein. (Drehimpulserhaltung)
Vielleicht stellst Du es Dir anschaulich so vor, als würde der Planet in die Sonne fallen... aber daneben. Ein Ball, den Du hoch wirfst, ist ja auch "oben" am Wendepunkt am langsamsten und am schnellsten unten, wenn fast alle potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt ist. Genau so ist es beim Planet auch... nur trifft der eben nicht, sondern beginnt hinter dem Perihel (sonnennächster Punkt) wieder kinetische Energie in potentielle Energie umzuwandeln.
All das sind verschiedene "Erklärungen" für das 3. Keplersche Gesetz.
Grüße
Das ist so, weil die Erde, so wie alle Planeten, bei jedem Umlauf auf seiner Bahnellipse immer abwechseln zwei Energieformen gegeneinander tauscht: potentielle statt kinetische Energie und zurück. Im Aphel ist die Entfernung zur Sonne und damit die potentielle Energie am größten. Dafür ist dort die Geschwindigkeit und die kinetische Energie am kleinsten. Im Perihel ist es umgekehrt. Die Summe der beiden Energieanteile bleibt dabei stets gleich (Prinzip der Energieerhaltung).
Deine Vermutung ist richtig.
Bewegt sich die Erde in Richtung Sonne, wird sie stark angezogen. Wenn sie sich entfernt, dann bremst die Gravitation ihre Bewegung.
Die Erde bewegt sich auf eine elliptischen Bahn und der Drehpunkt liegt innerhalb der Sonne,wegen der ungeheuren Masse der Sonne.
Auch die Sonne bewegt sich elliptisch um diesen Punkt,wie auch alle anderen Planeten im Sonnensystem.