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Physik

Gravitation formt das Weltall

Gravitation hält Planeten auf ihren Bahnen, hält Atmosphären fest und lässt Sterne entstehen. Du erklärst das mit zwei einfachen Regeln.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann zwei Regeln der Gravitation nennen.
  • Ich kann Planetenbahnen, Atmosphären und Sternentstehung mit Gravitation erklären.
  • Ich kann einfache Rechnungen zur Gewichtskraft und zum Abstand lösen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Gravitation und Schwerelosigkeit

Jede Masse zieht jede andere Masse an. Diese Kraft heißt Gravitation. Zwei Regeln helfen. Erstens: Je größer die Massen sind, desto stärker ist die Anziehung. Zweitens: Je weiter die Körper voneinander entfernt sind, desto schwächer ist sie. Verdoppelt sich der Abstand, wird die Kraft nur noch ein Viertel so groß. Planeten bleiben auf ihren Bahnen, weil die Sonne sie anzieht. Ohne die Anziehung würden sie geradeaus davonfliegen. Mit ihr fallen sie ständig an der Sonne vorbei und laufen auf einer fast kreisförmigen Bahn. Auch Atmosphären hängen von der Gravitation ab. Ein Planet hält Gas fest, wenn seine Anziehung stark genug ist. Der Mond hat viel weniger Masse als die Erde. Er hält praktisch keine Atmosphäre. Sterne und Planeten entstehen aus Gas- und Staubwolken. Die Gravitation zieht die Wolke zusammen. Dabei wird sie dichter und heißer. Im Zentrum steigt die Temperatur auf viele Millionen Grad, und die Kernfusion beginnt: Ein Stern ist geboren. Der Rest der Wolke bildet eine Scheibe, aus der Planeten wachsen. Auf Planeten wirkt die Gravitation als Gewichtskraft. Auf der Erde sind es etwa 10 N pro kg, auf dem Mond etwa 1,6 N pro kg.

Gewichtskraft auf Erde und Mond (gerundet).
HimmelskörperGewichtskraft pro kgGewichtskraft bei 60 kg
Erdeetwa 10 Netwa 600 N
Mondetwa 1,6 Netwa 96 N

Abstand und Kraft

  1. Gegeben: Im Abstand 1 ist die Kraft 36 Einheiten.
  2. Abstand 2: Die Kraft wird ein Viertel: 36 : 4 = 9.
  3. Abstand 3: Die Kraft wird ein Neuntel: 36 : 9 = 4.
  4. Ergebnis: Doppelter Abstand gibt ein Viertel der Kraft, dreifacher Abstand ein Neuntel.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Alles zieht alles an.

Große Massen ziehen stark.

Weit weg wird die Kraft klein.

Ein Beispiel

Beispiel

Du hältst einen Ball an einer Schnur und lässt ihn kreisen. Die Schnur zieht den Ball zu dir. So zieht die Sonne die Planeten.

Schritt für Schritt

Du erklärst eine Planetenbahn in drei Schritten.

  1. Ein Planet will geradeaus fliegen.
  2. Die Sonne zieht ihn zu sich.
  3. Beides zusammen gibt eine fast kreisförmige Bahn.

Mit einem Bild erklärt

AbstandKraft
136
29
34

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Ein Mensch hat 60 kg. Auf dem Mond wirken 1,6 N pro kg. Wie viele Newton Gewichtskraft sind das?

Zeig mir den ersten Schritt

Rechne 60 · 1,6.

Lösung ansehen

Lösung: 96

60 · 1,6 = 96 N.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Im Abstand 1 wirkt eine Kraft von 36 Einheiten. Wie groß ist sie im Abstand 3?

Zeig mir den ersten Schritt

Bei dreifachem Abstand wird die Kraft ein Neuntel.

Lösung ansehen

Lösung: 4

36 : 9 = 4 Einheiten.

Tipp: Merke zwei Regeln: mehr Masse, mehr Kraft. Mehr Abstand, weniger Kraft.

Merksatz: Gravitation: je größer die Massen, desto stärker. Je größer der Abstand, desto schwächer. Doppelter Abstand: ein Viertel der Kraft.

Typischer Fehler: Viele sagen, auf dem Mond habe man weniger Masse. Die Masse bleibt gleich. Nur die Gewichtskraft ist kleiner.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Wie ändert sich die Gravitationskraft bei doppeltem Abstand?
Zeig mir den ersten Schritt

Denke an die Regel mit dem Quadrat.

Lösung ansehen

Lösung: Sie wird ein Viertel so groß.

Frage 2 Auf dem Mond hat ein Mensch weniger Masse als auf der Erde.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 3 Warum hält der Mond kaum eine Atmosphäre fest?
Lösung ansehen

Lösung: Seine Anziehung ist zu schwach.

Frage 4 Was bringt eine Gaswolke dazu, einen Stern zu bilden?
Lösung ansehen

Lösung: Die Gravitation zieht sie zusammen.

Geschafft

Gravitation hält Planeten auf Bahnen, ermöglicht Atmosphären und lässt aus Gaswolken Sterne und Planeten entstehen. Die Kraft steigt mit der Masse und sinkt mit dem Abstand.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

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