Gravitationsfeld und Gravitationskraft
Das Gravitationsfeld ist ein fundamentales Konzept in der Physik, das die Anziehungskraft zwischen Massen beschreibt. Es spielt eine zentrale Rolle bei der Bewegung von Körpern im Gravitationsfeld und ist für viele Phänomene auf der Erde und im Weltraum verantwortlich.
Die Gravitationskraft wird durch das Newton'sche Gravitationsgesetz beschrieben:
Definition: FG = γ · M1⋅M2 / r²
Hierbei ist γ die Gravitationskonstante, M₁ und M₂ sind die Massen der beiden Körper, und r ist der Abstand zwischen ihren Mittelpunkten.
Das Gravitationsfeld der Erde kann durch Feldlinien dargestellt werden:
Highlight: Das Feldlinienbild zeigt, dass die Stärke des Gravitationsfeldes mit zunehmender Entfernung vom Zentrum abnimmt, was durch die abnehmende Dichte der Feldlinien visualisiert wird.
Die Gravitationsfeldstärke g, auch als Ortsfaktor bekannt, ist definiert als:
Definition: g = FG / m = Erdbeschleunigung = Fallbeschleunigung
Die Einheit der Gravitationsfeldstärke ist G = 1 N/kg = 1 m/s².
Beispiel: Die Newton'sche Mondrechnung zeigt, dass die Beschleunigung des Mondes in 60-facher Entfernung vom Erdmittelpunkt um den Faktor 60² kleiner ist als die Erdbeschleunigung an der Erdoberfläche. Dies bestätigt das inverse Quadratgesetz der Gravitation.