Wer zieht mehr an uns Menschen Sonne oder Mond?
in Physik Unterricht müssen wir rechnen wer stärker an uns Menschen zieht der Mond oder die Sonne. Thema ist Gravitation.
4 Antworten
Die Formel lautet:
G ist die Gravitationskonstante, m1 und m2 sind die Massen der beiden Objekte (also einmal Erde und einmal Sonne/Mond) und r ist der Abstand der Erd- und Sonnen-/Mondmitte. Abstände, Massen und die Gravitationskonstante kannst du ergoogeln.
Werte in SI-Einheiten (kg bei Masse, Meter beim Abstand) einsetzen! Ergebnis ist dann in Newton, der größere Wert entspricht einer höheren Gravitationskraft
hier ist meine falsche Rechnung
90kg? Also rechnest du die Anziehungskraft auf den Menschen aus? Vermute es ist eher nach der Anziehungskraft zur Erde gefragt
Dann rechne es doch aus... die Formel und die relevanten Werte stehen sicher im Tafelwerk.
Es gibt Mondgezeiten - die Sonnengezeiten sind im Vergleich dazu so gering, dass sie im Alltag keine Rolle spielen...
q.e.d.
"zieht" an uns im sinne der gezeitenkräfte die auf uns wirken: ja, der mond wirkt etwas stärker.
"zieht" an uns im sinne der gravitationskraft die ausgeübt wird (und ich bin mir sicher dass die aufgabenstellung so gemeint war): nein, die sonne ist viel viel stärker.
Was du aber bei diesem Vergleich vergessen hast einzubrechen sind die Fliehkräfte!
Der (in der Tat für sich betrachteten) tatsächlich etwa 180x stärkeren reinen Gravitationskraft der Sonne wirkt die Zentrifugalkraft aufgrund der Bahn der Erde um die Sonne entgegen - wäre dem nicht so, würden wir ja in die Sonne fallen...
Die resultierende Kraft der Sonne ist daher viel geringer als die Kraft des Mondes, wenn sich der vom Mond angezogene Körper auf dessen Zentralkörper, also der Erde befindet und eben kein (wesentliches) Fliehkraftpendant hat...
es gibt keine zentrifugalkraft.
das ist eine scheinkraft im rotierenden bezugssystem.
die einzige kraft die die sonne auf die erde ausübt ist G*M*m/r². würde die durch igendeine mysteriöse "zentrifugalkraft" ausgegelichen werden, würden wir uns geradlinig aus dem sonnensystem verabschieden.
im freien fall sind wir im bezug auf die sonne und den mond sowieso. deshalb "spüren" wir auch nur die gezeitenkräfte.
Also ohne Rotation werden wir auf den Erdboden gepresst, mit Rotation aber nicht in die Sonne??
Wie bitte definierst du dann eine Zentrifuge = es dürfte dort ja keinerlei Effekt geben ;o)
Scheinkraft oder Zentrifugalkraft hin oder her, der facto schwebt mittags ja keiner über der Straße...
Also ohne Rotation werden wir auf den Erdboden gepresst,
die gravitation der erde zieht uns richtung erdmittelpunkt.
mit Rotation aber nicht in die Sonne??
die gravitation der sonne zieht uns (und die ganze erde) richtung sonnenmittelpunkt.
Wie bitte definierst du dann eine Zentrifuge = es dürfte dort ja keinerlei Effekt geben ;o)
die zentripetalkraft, die die zentrifuge auf ihrer bahn hält, wirkt.
Scheinkraft oder Zentrifugalkraft hin oder her, der facto schwebt mittags ja keiner über der Straße...
nein, dafür sorgt schon die gravitation der erde.
Ok, die https://de.wikipedia.org/wiki/Zentripetalkraft wirkt, die https://de.wikipedia.org/wiki/Zentrifugalkraft aber nicht - ja ne is klar ;o)
DANN würde bei ner Zentrifuge oder auch nem Kettenkarussell ja alles an der Mittelsäule pappen - hab ich irgendwie anders beobachtet...
Und dass mein "schweben" überzeichnet war, hast du doch gemerkt...
Fakt ist, dass das Gewicht eines Körpers (auf der Erde) über den Tag nicht wirklich schwankt...
Aber machen wir es konkret:
- Welche Kraft übt die Sonne auf dich aus?
- Welche der Mond?
- Welche die Erde?
- Welche die (Mit-) Bewegung auf der Erdumlaufbahn bzw. die sich daraus ergebende Trägheit?
Ernsthaft würde mich interessieren, welche Beträge das - nach deiner Rechnung - sind! Danke dir!
Ok, die https://de.wikipedia.org/wiki/Zentripetalkraft wirkt, die https://de.wikipedia.org/wiki/Zentrifugalkraft aber nicht - ja ne is klar ;o)
ja.
außer natürlich du verwendest irgendwelche nicht-inertialen bezugssysteme. dann kannst du aber alle möglichen scheinkräfte kreieren,, nicht nur die zentrifugalkraft.
DANN würde bei ner Zentrifuge oder auch nem Kettenkarussell ja alles an der Mittelsäule pappen - hab ich irgendwie anders beobachtet...
wieso? wenn ich eine tangentialgeschwindigkeit habe, und ein kraft richtung mitte auf mich wirkt, wieso sollte ich dann auf einmal auf der mittelsäule pappen?
kraft ~ beschleunigung
beschleunigung = änderung der geschwindigkeit
ist dir klar dass ein kräftefreier körper (also somit auch wenn sich alle auf ihn wirkenden kräfte exakt aufheben) geradlinig bewegt?
ist dir klar dass eine kreisbahn eindeutig nicht geradlinig ist?
ist dir somit auch klar dass für eine kreisbahn ständig eine nach innen (weg von tangentialen richtung) gerichtete kraft wirken muss? eine kraft die durch nichts ausgeglichen wird, denn sonst währen wir ja wieder bei geradlinig.
diese kraft wirkt über die kette des kettenkarussells. wenn die nicht die einzige kraft wäre, sondern durch eine mysteriöse "zentrifugalkraft" ausgeglichen würde, würde das für die insassen ziemlich schlecht ausgehen.
außer natürlich du beschreibst den ganzen prozess in einem nicht-inertialen, mit-rotierenden bezugssystem. dann musst du dich nämlich fragen "wieso bewege ich micht nicht (denn in diesem bezugssystem stehst du und das karussell still, und das universum dreht sich im kreis), obwohl doch diese kette ständig an mir zieht. wie kann das sein, dass ich hier in meinem sitz in ruhe verharre, obwohl doch diese kette ständig richtung mittelsäule zieht?". und dann musst du natürlich behelfsmäßig eine zusätzliche scheinkraft einführen, um die physik auch in diesem bezugssystem erklären zu können. denn diese scheinkraft postulierst du dann um die nach innen gerichtete kraft der kette auszugleichen, so dass du als "kräftefreier" körper in ruhe verharren kannst. diese scheinkraft nennt man dann "zentrifugalkraft".
Welche Kraft übt die Sonne auf dich aus?
jene gemäß F=G*M*m/r², mit M der masse der sonne, m meine masse, und r der abstand von mir zur sonne.
Welche der Mond?
jene gemäß F=G*M*m/r², mit M der masse des mondes, m meine masse, und r der abstand von mir zum mond
Welche die Erde?
gravitation (nach unten): jene gemäß F=G*M*m/r², mit M der masse der erde, m meine masse, und r der abstand von mir zur erde.
der erdboden (auf atomarer ebene sind das elektromagnetische kräfte) (nach oben): das was meine waage misst (und dann bei bekannter fallbeschleunigung in eine masse umrechnet). vom betrag her nur leicht unterschiedlich zur gravitationskraft der erde (ja nach breitengrad), aber in die andere richtung.
Welche die (Mit-) Bewegung auf der Erdumlaufbahn bzw. die sich daraus ergebende Trägheit?
ich wüsste nicht welche kraft das sein soll? bist du sicher dass du "kraft" meinst wenn du "kraft" schreibst?
Fakt ist, dass das Gewicht eines Körpers (auf der Erde) über den Tag nicht wirklich schwankt...
ja wieso sollte es auch?
gewicht bezeichnet übrigens die kraft die eine waage auf dich ausübt (oder du auf sie). sie misst nicht direkt die gravitationskraft die auf dich wirkt. im freien fall zeigt die waage z.B. immer null an (die gravitation der erde (oder was auch immer) wirkt aber natürlich trotzdem auf dich).
Würde nur die Petalkraft (also nach innen) ohne das Gleichgewicht zwischen Petal- und Fugalkraft wirken, würde die Petalkraft den Körper ja immer weiter nach innen ziehen... Tut sie aber nicht!
actio & reactio... schon mal gehört? ;o)
Aber wenn du das schon negierst, macht es wohl auch keinen Sinn, von dir konkrete Kraftbeträge für meine 4 Fragepunkte zu erwarten ...
...dann ok, schönen Abend noch...
würde die Petalkraft den Körper ja immer weiter nach innen ziehen
nein, wie kommst du auf diese idee
eine konstant nach innen wirkende kraft bedeutet nicht dass der radiale abstand kleiner werden muss.
nur dass mein geschwindigkeitsvektor von der (momentan) tangentialen richtung nach innen abgelenkt wird.
zeichne dir eine kreisbahn auf und an verschiedenen punkten den geschwindigkeitsvektor an diesem punkt.
in welche richtung ändert sich der von punkt zu punkt? in welche richtung wirkt also die kraft?
ernsthaft: du siehst doch dass eine kreisbahn keine gerade linie ist!
also muss eine konstante kraft (nach innen) wirken um in jedem moment von der geraden linie wegzukommen.
actio & reactio
genau.
zur gravitationskraft der erde auf mich wirkt entgegen die gleich große gravitationskraft von mir auf die erde.
actio=reactio ist einfach nur ein anderer "name" für impulserhaltung.
macht es wohl auch keinen Sinn, von dir konkrete Kraftbeträge für meine 4 Fragepunkte zu erwarten ...
das macht in der tat keinen sinn, das von mir zu erwarten. zahlen in einen taschenrechner zu tippen ist mir zu langweilig. die formeln stehen da.
...dann ok, schönen Abend noch...
dir auch
Ja natürlich sehe ich was ne Kreisbahn ist! Aber das ist doch der Punkt! Du sagst doch selbst dass die Petalkraft dem entgegen wirkt, was den Körper sonst geradeausfliegen ließe, sprich der Trägheit eben = und weil der Radius konstant ist muss es ein Kräftegleichgewicht bestehen und eben nicht nur eine Kraft wirken!! Das musst du doch auch sehen...
Bei der Gravitation doch gerade das Gegenteil: ich bleibe auf der Erdoberfläche stehen weil meine Gravitationskraft auf die Erde entgegen wirkt? Echt jetzt? = Wenn das stimmen würde, gälte das selbe auch für den Apfel, der sich vom Ast löst, richtig? = Gravitationskraft Erde auf Apfel & Apfel auf Erde, passt, Apfel bleibt wo er ist, schwebt also...
Krieg der Sterne funzt also doch...
Oh haue haue haue...
Es ist genau anders rum:
- Beim Umkreisen bewegen sich beide Körper (also Sonne und Erde, Erde und Mond usw.) beide um den gemeinsamen Schwerpunkt, die beiden Gravitationskräfte wirken jeweils als Zentripetalkraft und stehen im Gleichgewicht mit der jeweiligen aus der Trägheit resultierenden Gegenkraft (vulgo Fliehkraft), die Umlaufbahnen sind konstant, prima...
- Beim Fallen (ohne oder zu geringe Kreisgeschwindigkeit) dagegen gibt es keinen Antagonisten zur Gravitationskraft, bis die Objekte eben Aneinanderliegen = die (ggf. nicht mögliche) Verformung stellt das Gleichgewicht her, d. h. der Apfel fällt bis auf den Boden, sinkt ggf. im Wasser bis auf den Gewässerboden und im Schlamm dort ggf. ein wenig ein...
- So und jetzt der Unterschied: der Fliehkraftanteil (wie auch immer du das nennst) ist für uns als um die Sonne kreisend in Relation viel größer als beim Mond, der faktisch um uns kreist weil wir "ein bisschen Erdmassen" bei uns haben...
- Das System sähe wohl anders aus wenn keine Erde darin wäre...
und weil der Radius konstant ist muss es ein Kräftegleichgewicht bestehen und eben nicht nur eine Kraft wirken
kräftegleichgewicht = gerade linie
kreis = keine gerade linie
ich weiß echt nicht was ich noch sagen soll....
ich bleibe auf der Erdoberfläche stehen weil meine Gravitationskraft auf die Erde entgegen wirkt? Echt jetzt?
nein. wer hätte das denn behauptet? ich bleibe auf der erdoberfläche weil die kraft die der erdboden auf mich ausübt (elektromagnetische kräfte auf elementarer ebene) verhindert dass ich einfach durch den boden falle zum erdmittelpunkt (wohin mich die gravitation zieht)
Gravitationskraft Erde auf Apfel & Apfel auf Erde, passt, Apfel bleibt wo er ist, schwebt also...
wieso sollte der apfel bleiben wo er ist und schweben, wenn doch, wie du selbst sagst, eine kraft auf ihn wirkt. dass macht null sinn.
die erde zieht den apfel an, der apfel die erde. sie werden also aufeinander zu beschleunigt.
Beim Umkreisen bewegen sich beide Körper (also Sonne und Erde, Erde und Mond usw.) beide um den gemeinsamen Schwerpunkt, die beiden Gravitationskräfte wirken jeweils als Zentripetalkraft
ja
und stehen im Gleichgewicht mit der jeweiligen aus der Trägheit resultierenden Gegenkraft (vulgo Fliehkraft)
nein (außer du wählst ein sehr spezielles nicht-inertiales bezugssystem. aber in diesem könntest du nicht wie oben davon schreiben dass sich die beiden körper bewegen, denn in diesem stehen sie ja still)
die Umlaufbahnen sind konstant, prima...
konstant schon. aber konstant ist nicht gleich geradlinig
Beim Fallen (ohne oder zu geringe Kreisgeschwindigkeit) dagegen gibt es keinen Antagonisten zur Gravitationskraft, bis die Objekte eben Aneinanderliegen = die (ggf. nicht mögliche) Verformung stellt das Gleichgewicht her, d. h. der Apfel fällt bis auf den Boden, sinkt ggf. im Wasser bis auf den Gewässerboden und im Schlamm dort ggf. ein wenig ein...
ja
(actio=reactio gilt natürlich trotzdem. wie gesagt übt der apfel ja die gleiche anziehungskraft auf die erde aus wie die erde auf ihn).
der Fliehkraftanteil (wie auch immer du das nennst) ist für uns als um die Sonne kreisend in Relation viel größer als beim Mond, der faktisch um uns kreist weil wir "ein bisschen Erdmassen" bei uns haben...
ich habe leider keine ahnung was dieser satz bedeuten soll
Dass die Gravitationskraft auch von der Masse abhängig ist, erwähnst du da gar nicht. Die Masse der Sonne ist gut 27 Millionen mal so groß wie die des Mondes.
https://www.wolframalpha.com/input?i=mass%28sun%29+%2F+mass%28moon%29
Welche Kraft übt die Sonne auf dich aus?
jene gemäß F=G*M*m/r², mit M der masse der sonne, m meine masse, und r der abstand von mir zur sonne.
Welche der Mond?
jene gemäß F=G*M*m/r², mit M der masse des mondes, m meine masse, und r der abstand von mir zum mond
Welche die Erde?
gravitation (nach unten): jene gemäß F=G*M*m/r², mit M der masse der erde, m meine masse, und r der abstand von mir zur erde.
gezeitenkräfte gehen wie 1/r^3, die gravitationskraft an sich (nach der hier gefragt ist), hingegen mit 1/r^2.
aus der tatsache dass die gezeitenkräfte des näheren mondes stärker sind als der weiter entfernten sonne, folgt für die eigentliche frage also erstmal gar nichts. nichts mit q.e.d.
darüber hinaus sind die gezeitenkräfte der sonne nicht so klein gegenüber jenen des mondes. ist ca. die hälfte. das macht sich durchaus bemerkbar, dass die gezeiten bei neu- und bei vollmond wesentlich stärker sind (in diesem fall dann also 2/3 mond und 1/3 sonne)