Warum ist im schwerelosen Raum keine Energie erforderlich um etwas zu heben?
Wie ist das nun mit der Schwerelosigkeit im All? Nehmen wir an, wir sind auf der ISS, haben also noch 89\% Schwerkraft. Weil aber die ISS immer im Kreis um die Erde fliegt und dabei eine Zentrifugalkraft erfährt, die exakt so groß ist wie die Schwerkraft, heben sich beide Kräfte zu Null auf.
Unter welchen Bedingungen kann man auf der Erde schwerelos sein?
Auf der Erde kann man Schwerelosigkeit nur kurzzeitig oder nur näherungsweise erreichen, z.B. beim Flug eines Flugzeuges auf einer parabelförmigen Bahn abwärts oder unter Wasser. Beide Möglichkeiten werden beim Training von Astronauten genutzt. Schwerelosigkeit tritt auch bei frei fallenden Körpern auf.
Was ist ein Gravitationsfeld?
Im Raum um eine Masse herrscht ein Gravitationsfeld. Dieses Gravitationsfeld übertragt die Kraftwirkung dieser Masse auf andere Massen. Als Gravitationsfeldstärke definieren wir den Quotienten aus der Gravitationskraft F → G auf einen Probekörper und der Masse m des Probekörpers: g → = F → G m.
Wie wird die Arbeit im Gravitationsfeld berechnet?
Verrichtete Arbeit im Gravitationsfeld: Die Arbeit im Gravitationsfeld kann nach der obigen Gleichung berechnet werden, wobei m die Masse des Satelliten und M die Masse der Erde ist. Um diesen Wert vergrößert sich auch die potenzielle Energie, wenn man diese an der Erdoberfläche null setzt.
Wie kann man das Gravitationsfeld der Erde ansehen?
In diesem Bereich kann man das Gravitationsfeld der Erde als näherungsweise als homogenes Feld ansehen, wobei die Feldlinien senkrecht zur Erdoberfläche verlaufen (Bild 2). Die Gravitationsfeldstärke an der Erdoberfläche ergibt sich aus:
Wie kann man die Gravitationskraft ermitteln?
Bei einem radialen Gravitationsfeld hängt die Gravitationskraft von dem Abstand ( r ) ab. Man kann die Arbeit ermitteln, indem man über der Gravitationskraft integriert: $$ W = int limits_{r_1}^{r_2} F(r) ,,mathrm{d}r $$ Setzt man nun die Gravitationskraft ein, erhält man: