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Gravitationsfelder einfach erklärt: Von Erde bis Mond und alles dazwischen

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Nele ✨

17.8.2022

Mathe

Physik Abitur Zusammenfassung

Gravitationsfelder einfach erklärt: Von Erde bis Mond und alles dazwischen

Die Physik der Bewegungen und Kräfte im Universum ist ein faszinierendes Zusammenspiel verschiedener Phänomene.

Das Gravitationsfeld der Erde ist eines der grundlegendsten Konzepte der Physik. Es beschreibt die Anziehungskraft zwischen Massen und erklärt, warum Objekte zur Erde fallen. In einem homogenen Gravitationsfeld ist die Feldstärke überall gleich groß und die Feldlinien verlaufen parallel zueinander. Dies ist eine vereinfachte Darstellung, die nur in kleinen Bereichen nahe der Erdoberfläche gilt. Im Gegensatz dazu zeigt das inhomogene Gravitationsfeld die reale Situation, bei der die Gravitationskraft mit zunehmender Entfernung vom Erdmittelpunkt abnimmt. Die Gravitationsfeld Feldlinien verlaufen dabei radial vom Zentrum nach außen und werden mit größerer Entfernung schwächer.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Bewegung von Körpern unter dem Einfluss der Gravitation, wie beispielsweise bei harmonischen Schwingungen. Die Periodendauer harmonische Schwingung beschreibt die Zeit, die ein schwingender Körper für eine vollständige Schwingung benötigt. Bei der ungedämpften Schwingung bleibt die Amplitude konstant, während bei der gedämpften Schwingung Reibungskräfte zu einer Abnahme der Schwingungsweite führen. Die Energieumwandlung gedämpfte Schwingung zeigt den kontinuierlichen Wechsel zwischen potentieller und kinetischer Energie, wobei durch die Dämpfung Energie in Wärme umgewandelt wird. Die Lorentzkraft spielt eine besondere Rolle bei der Bewegung geladener Teilchen in Magnetfeldern. Die Lorentzkraft Rechte Hand-Regel hilft dabei, die Richtung dieser Kraft zu bestimmen, die senkrecht sowohl zur Bewegungsrichtung als auch zum Magnetfeld steht. Diese Kraft ist beispielsweise verantwortlich für die Ablenkung geladener Teilchen in Teilchenbeschleunigern und hat wichtige Anwendungen in der modernen Technologie.

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17.8.2022

8277

Abitur-Zusammenfassung
1. Gravitationsfeld
1.1 Gravitationskraft
Definition. Kräfte, die zwei Körper aufgrund ihrer Massen aufeinander ausüb

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Lorentzkraft und Bewegung geladener Teilchen

Die Lorentzkraft ist eine fundamentale Kraft in der Elektrodynamik, die auf bewegte elektrische Ladungen in Magnetfeldern wirkt.

Definition: Die Lorentzkraft Formel lautet: F = q · (v × B)

Hierbei ist q die elektrische Ladung, v die Geschwindigkeit des Teilchens und B die magnetische Flussdichte.

Highlight: Die Richtung der Lorentzkraft wird durch die Lorentzkraft Rechte Hand-Regel bestimmt.

Für einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld gilt:

Formel: F = B · I · l

Wobei I der Strom und l die Länge des Leiters ist.

Das Magnetfeld einer langen Spule ist im Inneren homogen:

Formel: B = μ₀ · μᵣ · (N/l) · I

Hierbei ist μ₀ die magnetische Feldkonstante, μᵣ die relative Permeabilität, N die Windungszahl und l die Länge der Spule.

Beispiel: Eine Elektronenkanone nutzt den glühelektrischen Effekt und ein elektrisches Feld, um einen Elektronenstrahl zu erzeugen. Die Geschwindigkeit der Elektronen kann mit v = √(2e₀ · UB / me) berechnet werden.

Vocabulary: Ein Elektronenvolt (eV) ist die Energie, die umgesetzt wird, wenn ein Elektron eine Spannung von einem Volt durchläuft: 1 eV = 1,602 · 10⁻¹⁹ J

Abitur-Zusammenfassung
1. Gravitationsfeld
1.1 Gravitationskraft
Definition. Kräfte, die zwei Körper aufgrund ihrer Massen aufeinander ausüb

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Gravitationsfeld und Lorentzkraft im Physik-Abitur

Das homogene Gravitationsfeld ist ein fundamentales Konzept der Physik, das besonders für das Verständnis der Bewegung von Körpern im Gravitationsfeld wichtig ist.

Definition: Das Gravitationsfeld der Erde ist der Raum um einen Massekörper, in dem auf andere Massen Gravitationskräfte wirken. Die Stärke nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab.

Die Gravitationskraft zwischen zwei Massen wird durch das Newton'sche Gravitationsgesetz beschrieben. Die Gravitationsfeld Formel lautet:

FG = G · (M1 · M2)/r²

Dabei zeigen die Gravitationsfeld Feldlinien stets zum Massenmittelpunkt. Im Nahbereich der Erde kann das Gravitationsfeld als homogen angenommen werden, während es im größeren Maßstab, etwa beim System Gravitationsfeld Erde Mond, inhomogen ist.

Beispiel: Ein Körper der Masse 1kg erfährt auf der Erdoberfläche eine Gravitationskraft von etwa 9,81N. In 60-facher Erdentfernung (etwa Mondentfernung) beträgt diese nur noch 1/3600 davon.

Die Lorentzkraft spielt eine zentrale Rolle bei der Bewegung geladener Teilchen in Magnetfeldern. Die Lorentzkraft Formel lautet F = q · (v × B). Die Richtung wird durch die Lorentzkraft Rechte-Hand-Regel bestimmt.

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1. Gravitationsfeld
1.1 Gravitationskraft
Definition. Kräfte, die zwei Körper aufgrund ihrer Massen aufeinander ausüb

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Schwingungen und Wellen in der Physik

Bei harmonischen Schwingungen handelt es sich um periodische Bewegungen um eine Ruhelage. Die Periodendauer harmonische Schwingung Formel T = 2π√(m/D) beschreibt die Dauer einer vollständigen Schwingung.

Highlight: Bei der Energieumwandlung gedämpfter Schwingung wird mechanische Energie kontinuierlich in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch die Amplitude abnimmt.

Die ungedämpfte Schwingung stellt einen idealisierten Fall dar, bei dem keine Reibungskräfte auftreten. In der Realität treten jedoch stets Dämpfungseffekte auf. Die Bewegung wird durch die Differentialgleichung gedämpfter Schwingung beschrieben:

mẍ + bẋ + Dx = 0

Diese Themen sind besonders relevant für Physik Abitur Themen und Abi Physik Wellen. Für die Prüfungsvorbereitung empfiehlt sich die intensive Beschäftigung mit harmonische Schwingungen Aufgaben.

Beispiel: Ein Federpendel führt eine gedämpfte Schwingung aus. Die Amplitude nimmt exponentiell ab, während die Periodendauer konstant bleibt.

Abitur-Zusammenfassung
1. Gravitationsfeld
1.1 Gravitationskraft
Definition. Kräfte, die zwei Körper aufgrund ihrer Massen aufeinander ausüb

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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.

Abitur-Zusammenfassung
1. Gravitationsfeld
1.1 Gravitationskraft
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Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

 

Mathe

8.277

17. Aug. 2022

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Gravitationsfelder einfach erklärt: Von Erde bis Mond und alles dazwischen

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Nele ✨

@nele.hfnr

Die Physik der Bewegungen und Kräfte im Universum ist ein faszinierendes Zusammenspiel verschiedener Phänomene.

Das Gravitationsfeld der Erde ist eines der grundlegendsten Konzepte der Physik. Es beschreibt die Anziehungskraft zwischen Massen und erklärt, warum Objekte zur Erde fallen. In einem ... Mehr anzeigen

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Lorentzkraft und Bewegung geladener Teilchen

Die Lorentzkraft ist eine fundamentale Kraft in der Elektrodynamik, die auf bewegte elektrische Ladungen in Magnetfeldern wirkt.

Definition: Die Lorentzkraft Formel lautet: F = q · (v × B)

Hierbei ist q die elektrische Ladung, v die Geschwindigkeit des Teilchens und B die magnetische Flussdichte.

Highlight: Die Richtung der Lorentzkraft wird durch die Lorentzkraft Rechte Hand-Regel bestimmt.

Für einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld gilt:

Formel: F = B · I · l

Wobei I der Strom und l die Länge des Leiters ist.

Das Magnetfeld einer langen Spule ist im Inneren homogen:

Formel: B = μ₀ · μᵣ · (N/l) · I

Hierbei ist μ₀ die magnetische Feldkonstante, μᵣ die relative Permeabilität, N die Windungszahl und l die Länge der Spule.

Beispiel: Eine Elektronenkanone nutzt den glühelektrischen Effekt und ein elektrisches Feld, um einen Elektronenstrahl zu erzeugen. Die Geschwindigkeit der Elektronen kann mit v = √(2e₀ · UB / me) berechnet werden.

Vocabulary: Ein Elektronenvolt (eV) ist die Energie, die umgesetzt wird, wenn ein Elektron eine Spannung von einem Volt durchläuft: 1 eV = 1,602 · 10⁻¹⁹ J

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Gravitationsfeld und Lorentzkraft im Physik-Abitur

Das homogene Gravitationsfeld ist ein fundamentales Konzept der Physik, das besonders für das Verständnis der Bewegung von Körpern im Gravitationsfeld wichtig ist.

Definition: Das Gravitationsfeld der Erde ist der Raum um einen Massekörper, in dem auf andere Massen Gravitationskräfte wirken. Die Stärke nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab.

Die Gravitationskraft zwischen zwei Massen wird durch das Newton'sche Gravitationsgesetz beschrieben. Die Gravitationsfeld Formel lautet:

FG = G · (M1 · M2)/r²

Dabei zeigen die Gravitationsfeld Feldlinien stets zum Massenmittelpunkt. Im Nahbereich der Erde kann das Gravitationsfeld als homogen angenommen werden, während es im größeren Maßstab, etwa beim System Gravitationsfeld Erde Mond, inhomogen ist.

Beispiel: Ein Körper der Masse 1kg erfährt auf der Erdoberfläche eine Gravitationskraft von etwa 9,81N. In 60-facher Erdentfernung (etwa Mondentfernung) beträgt diese nur noch 1/3600 davon.

Die Lorentzkraft spielt eine zentrale Rolle bei der Bewegung geladener Teilchen in Magnetfeldern. Die Lorentzkraft Formel lautet F = q · (v × B). Die Richtung wird durch die Lorentzkraft Rechte-Hand-Regel bestimmt.

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Schwingungen und Wellen in der Physik

Bei harmonischen Schwingungen handelt es sich um periodische Bewegungen um eine Ruhelage. Die Periodendauer harmonische Schwingung Formel T = 2π√(m/D) beschreibt die Dauer einer vollständigen Schwingung.

Highlight: Bei der Energieumwandlung gedämpfter Schwingung wird mechanische Energie kontinuierlich in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch die Amplitude abnimmt.

Die ungedämpfte Schwingung stellt einen idealisierten Fall dar, bei dem keine Reibungskräfte auftreten. In der Realität treten jedoch stets Dämpfungseffekte auf. Die Bewegung wird durch die Differentialgleichung gedämpfter Schwingung beschrieben:

mẍ + bẋ + Dx = 0

Diese Themen sind besonders relevant für Physik Abitur Themen und Abi Physik Wellen. Für die Prüfungsvorbereitung empfiehlt sich die intensive Beschäftigung mit harmonische Schwingungen Aufgaben.

Beispiel: Ein Federpendel führt eine gedämpfte Schwingung aus. Die Amplitude nimmt exponentiell ab, während die Periodendauer konstant bleibt.

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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.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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