Wie ist die Gravitation auf einem Würfel?

5 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Ich hab die Größen mal geplottet, damit das vielleicht klarer wird.

Oben: Der Betrag des Feldes - ohne Richtung, die sich ja auch ändert und nur an den Symmetriepunkten A und C in den Ursprung zeigt

Unten: Das Potenzial

auf der Fläche des Würfels mit Länge der Seitenkante 2.

Auf dem Weg A-B-C wird das Feld immer kleiner, jedoch geht es permanent bergauf.

 - (Schule, Physik, Erde)

Danke für den Stern. Ich wollte nur grafisch untermauern, was andere schon sagten.

0

Vielen Dank, dafür liebe ich dieses Forum! Ich habe nur eben angenommen mit dem niedrigen Gravitationspotential auf C würde auch die B-C Wanderung 'gefühlt' eher wieder einem Bergabstieg entsprechen, weil man ja weniger Energie für den Bergaufstieg verwendet, auch wenn man sich gegen das Gravitationsfeld bewegt.

Das es von A nach B und C Bergauf geht liegt am hohen Gravitationsfeld auf A, quasi dem Oberflächen-Erdmittelpunkt, wobei der im inneren des Würfel sicher noch höher ist.

Die Gravitation korreliert einfach mit der Entfernung zum Massenschwerpunkt bzw. der Würfelmitte, genau wie die Gravitation auf einer Kugel mit der Entfernung zur Erdmitte.

Genau diese Verzehrung des Gravitationsfeldes ist vermutlich auch der Grund wieso wir keine würfelförmigen Planeten sehen, wie er etwa nach einer Kollision entstehen könnte. Die Ecken und Seitenkanten, fallen über Milliarden Jahre, ja auch immer zu einer weniger gravimetrisch verzehrten Kugel wieder ab!

0
@Realer

Wenn man auf die Ecke geht, nimmt die Gravitationskraft leicht ab, sie ist aber immer noch entgegen der Bewegungsrichtung, weshalb man "bergauf" geht.

0

Die Gravitation wird in jeder Richtung in der Materie ist. Also so lange man sich auf einer der Würfelflächen bewegt auch immer senkrecht zu dieser nach "unten".

Jedoch anders als bei einer perfekten Kugel, kämen bei einem Würfel einfach mehrere Kräfte zusammen, die unterschiedlich stark in unterschiedliche Richtungen wirken.

Bildlich gesehen wäre eine Wanderung in richtung der Kante etwa so wie das Besteigen eines Berges auf der Erde.

Das verblüffende ist nur, wenn man auf seiner Bergbesteigung zurück blickt, sieht man keinen Berg bzw. einen Bruch zur Ebene. Außerdem wird die Bergbesteigung bis zur Seitenkante bzw. dem Bergkamm sozusagen oder zur Ecke bzw. der Bergspitze immer leichter, da die Gravitation abnimmt.

Das wäre für Kugelmenschen wie unserseiner bestimmt ein völlig schockierendes Erlebnis!

0

An den Ecken wäre die Gravitation am niedrigsten, genau in der Mitte der Fläche am höchsten. Die Gravitationskraft wirkt immer senkrecht nach unten. Es gäbe also genau wie auf der Kugel kein unten oder oben. Man könnte einen Schritt um die Kante machen und würde immer nach unten Richtung Würfelmitte angezogen. Es wäre vor dem Schritt eine gerade ebene Fläche und nach dem Schritt wieder. Der Schritt über die Kante selbst würde zumindest ein merkwürdiges Gefühl auslösen.

"Die Gravitationskraft wirkt immer senkrecht nach unten."

Wobei dann "senkrecht" ziemlich schräg aussehen könnte ! Jemand in der Nähe einer Würfel-Kante oder "Ecke" würde sich wie auf einem glatten, steilen Abhang fühlen. Steigeisen sehr empfohlen !

Und übrigens: die Richtung "senkrecht nach unten" würde nur an wenigen Orten auf einem solchen Würfelplanet in Richtung auf dessen Mittelpunkt hin zeigen !

0

dazu müsste man dann wohl den Würfel in viele kleine Würfel aufteilen und dann sehen, welche Kraft von jedem der kleinen Würfel auf diese Person ausgeübt wird (sowohl Betrag als auch Richtung)... dann bildet man die Summe dieser Vektoren und erhält die resultierende Kraft...

sollte man mit nem Puter machen... der Rechenstab reicht hier nicht... :)

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung

Deine Idee mit der Aufteilung des großen in sehr viele kleine Würfel ist auch eine Grundidee hinter der Lösung durch Integration. Für die Beschreibung der Aufgabenstellung müsste man auch festlegen, wie die Dichteverteilung des Earth-Cube sein solle. Bei der Erdkugel darf man so ungefähr von einer konzentrischen Dichteverteilung ausgehen (wobei die Dichte vom Erdkern bis zur Erdoberfläche ziemlich stark abnimmt).

Bei geeigneten (einfachen) Annahmen über die innere Massenverteilung käme man am Ende vielleicht sogar auf eine Integrationsaufgabe, die ein geübter "Integrator" sogar ohne Computer durchführen könnte ...

1

Wenn man von der mitte einer kante bzw. der mitte eines quadrats zu einer ecke respektive kante geht, wird es immer bergauf gehen. Zumindest, wenn es ein idealer würfel wäre, ohne "kleine" unebenheiten wie in der realen welt die berge. Man käme sich vor wie am fuße eines gigantischen tals und wie schon gesagt, wäre die schwerkraft dort auch am höchsten

Du meinst die Ecke hat die höchste Gravitation? Aber dort ist doch die geringste Massenkonzentation, ähnlich wie auf der Spitze des Mount Everest, wo die Schwerkraft auch etwas geringer ist.

Ich kann mit das alles kaum vorstellen, aber nach meinem Verständnis von der Gravitation, die ja durch große Massen entstehen soll, wäre das so:

Man geht von der Mitte einer Seitenfläche los, ich nenne das mal Punkt A .

Dort ist die Gravitation in etwa normal wie auf einer Kugel. Geht man hingegen Richtung Mitte der Seitenkante, ich nenne das mal Punkt B, müsste es sich anfühlen als ob man Bergauf geht, weil man ja den Massenschwerpunkt immer weiter hinter sich läßt, die Reise wird auf Grund der Steigung also immer schwerer, gleichzeitig wird aber trodzdem die Gravitation immer geringer.

Geht man hingegen von der Mitte der Seitenkante auf eine Ecke hinzu, die nenne ich mal Punkt C, müsste das gefühlt hingegen eher wieder Bergab gehen, da ja die Ecke auch am weitesten, vom Massenschwerpunkt absteht, noch mehr als wie nur die Mitte der Seitenkannte!

Eine Reise von A nach B zu C wäre also eine A zu B Bergbesteigung, B nach C wie eine sanfte Schlittenfahrt, da B eh schon eine geringere Schwerkraft hat, aber von C zu A wieder zurück, eher eine harte Schlittenfahrt!

Weil die Ecke ist ja nicht einfach eine Bergspitze, Gewissermaßen ist ja der ganze Würfel der Berg für jede Ecke!

Oder wo ist mein Denkfehler? :-(

Der ganze Würfel hat doch auch sein Gravitationsfeld mit der höchsten Konzentration in der Mitte des Würfel, aber die Kanten und Ecken des Würfels sind doch weiter davon weg?

0
@Realer

nein, ich schrieb in der mitte einer fläche wäre sie am höchsten. Umgekehrt an einer ecke/spitze am niedrigsten. In so fern kein denkfehler deinerseits

0
@Baumels

Der Witz ist ein Kompass müsste wahrscheinlich auch immer Mitte einer Seitenfläche zeigen, die Seitenkante hingegen macht dann so was wie den Polsprung aus. Aber auch die Atmosphäre und die Meere sammeln sich vermutlich eher nur in der Mitte der Seitenflächen, für Weltumsegler also ein echtes Handicap!

Da das Universum groß ist, kann ich mir so ein Planten durchaus vorstellen. Ich glaube ich werde den mal in einer Geschichte verarbeiten, aber mit der Physik sollte man ja auch nie völlig brechen! :-)

0
@Realer

...Geht man hingegen von der Mitte der Seitenkante auf eine Ecke hinzu, die nenne ich mal Punkt C, müsste das gefühlt hingegen eher wieder Bergab gehen, da ja die Ecke auch am weitesten, vom Massenschwerpunkt absteht, noch mehr als wie nur die Mitte der Seitenkannte...

Nein, siehe separate Antwort mit Bild.

0

Was möchtest Du wissen?