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Physik im Daltonplan-Unterricht Gravitation und Himmelsmechanik

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Inhaltsverzeichnis

Stichworte der Mindmap zur Einführung in das Thema Gravitation

Gravitation Gruppenpuzzle

Die Kepler'schen Gesetze
Das Gravitationsfeld

Übungs-/Veranschaulichungsblatt zum Thema Gravitationsfeld

1. Berechnen Sie mittels des Newton'schen Gravitationsgesetzes die Anziehungskraft zwischen der Erde (Radius r=6370km) und der ISS (400km über der Erdoberfläche, m=450t).

2. Berechnen Sie ebenfalls mittels des Newton'schen Gravitationsgesetzes die Anziehungskraft zwischen der Erde (Radius r=6370km) und einem Zug auf der Erdoberfläche (m=405t).

3. Berechnen Sie die Anziehungskraft zwischen der Erde und dem Mond (Daten s. Formelsammlung)

4.1 Bestimmen Sie nun mit welcher Kraft ein Probestück der Masse m=1 kg, dass sich auf der ISS befindet angezogen wird. Ergänzen Sie dann die Gleichung: F= _______ N/kg.

4.2 Bestimmen Sie dann auch die Kraft, mit der ein Probestück der Masse m=1 kg, dass sich auf der Erdoberfläche befindet angezogen wird. Ergänzen Sie dann die Gleichung: F= _______ N/kg.

4.3 Bestimmen Sie mit welche Kraft ein Probestück der Masse m=1 kg, dass sich auf dem Mond befindet von der Erde angezogen wird. Ergänzen Sie dann die Gleichung: F= _______ N/kg.

5. Kommt Ihnen bei der Aufgabe 4.2 berechneter Wert (in guter Näherung) bekannt vor?

Gravitationsfeld-Leergrafik-Erde-Mond-ISS.svg

6.1 Zeichnen Sie nun maßstabgerecht die Konstellation von Erde, Mond und ISS. Markieren Sie nun mit der blauen Farbe alle Ort in Ihrer Zeichnung, an denen ein Probestück der Masse 1kg die Anziehung von ca. 9,6 bis 9,9 N erfährt (für die also 9,6 bis 9,9 N/kg gilt)

6.2 Kennzeichnen Sie genauso wie in der Aufgabe 6.1 nun auch alle Orte um die Erde, an denen die Anziehungskraft ca. 8,8 N/kg beträgt. Und ebenso alle Ort an denen die gleiche Anziehung für ein Kilogramm-massestück wie auf dem Mond gilt.

7. Nun müssten Sie eine Grafik haben, in denen mehrere Kreise zu sehen sind. Diese Kreise bilden die Feldfunktion G(r) für die Anziehungskraft der Erde. Diese Funktion hat z.B. für den Wert r=6370000m in etwa den wert, wie der Ortsfaktor, den Sie aus der SekI bereits kennen sollten. Überprüfen Sie Ihre Lösungen, falls Sie zu anderen Werten gekommen sein sollten.

8. Zeichnen Sie zum Schluss alle Punkte im Weltall, an denen die Anziehung der Erde gleich null ist ein.

CC BY SA3.0 (Jnk)

Bewegung im Gravitationsfeld

Stichworte der Mindmap zum Ursprung des Universums und zur Dunklen Materie


Weitere Links: Gymnasium_Stein/Physik/Klasse_10/Gravitation