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HĂ€ufig gestellte Fragen
 

 

 

Was ist Gravitation ?...

Mit Gravitation bezeichnet man die Eigenschaft von Massen, sich gegenseitig anzuziehen. Die  Anziehungskraft ist von der Grösse der Massen und von deren Abstand abhĂ€ngig. Die  Anziehungskraft nimmt quadratisch mit dem Abstand ab. Der erste experimentelle Nachweis der  Massenanziehung gelang Cavendish im Jahre 1798 mit einer Torsionswaage.


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Was ist der Unterschied zwischen G und g ?...

"Gross G" ist die ProportionalitĂ€tskonstante in Newtons Gravitationsgesetz. Sie stellt  die formale Beziehung her zwischen den Massen, dem Abstand und der daraus resultierenden  Gravitationskraft. Inzwischen wird vermutet, dass G nicht konstant ist, sondern von  weiteren, bisher unbekannten Faktoren abhĂ€ngen könnte.
Anerkannter CODATA-Wert 2006 ist:
G= ( 6,67428
±0,00067 ). 10 -11 m3 kg-1 s-2. Die Genauigkeit dieses Wertes betrĂ€gt nur 0 ,15%, was fĂŒr eine  Fundamentalkonstante sehr ungenau ist. "Klein g" bezeichnet die Beschleunigung, mit der ein frei fallender Körper im  Gravitationsfeld der Erde an Geschwindigkeit zunimmt. Durchschnittlicher Wert: g=9,80665 m/s2 CODATA-Wert 2006.
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Was bedeutet die Einheit Gal ? ...

Gal steht fĂŒr Galileo und ist eine andere Einheit fĂŒr die Erdbeschleunigung g, die vor allem  in der Geophysik verwendet wird. Es ist 1 Gal = 10 -2 m/s2, also g=981 Gal. FĂŒr die Beschreibung kleiner Effekte wird meistens mGal=0,001 Gal verwendet.
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Warum gibt es auf der Erde unterschiedliche Gravitation, wovon ist diese abhĂ€ngig und wo ist  sie am grössten ?...

Die Grösse der Erdanziehung, bzw. Schwerebeschleunigung g ist von der Masseverteilung in der  Erde abhĂ€ngig. Je mehr Masse bis zum Erdmittelpunkt unter einem ist, oder je höher die  Dichte dieser Masse, desto höher die Anziehungskraft. Mit einem Gravimeter kann die lokale  Erdbeschleunigung gemessen werden. Daraus lassen sich RĂŒckschlĂŒsse auch auf die  Beschaffenheit des Untergrundes ziehen, z.B. HohlrĂ€ume oder Erzlager erkennen.
Die Schwerebeschleunigung hĂ€ngt von der geografischen Breite und der Höhe ĂŒber Meeresniveau  ab. Auf Meereshöhe ist am Äquator g=9,780 m/s2, am 45ten Breitengrad g=9,807 m/s2 und am Pol  g=9,832 m/s2. FĂŒr je 1m Höhe nimmt g um etwa 3*10 -6 m/s2 ab, solange h klein gegen den  Erdradius ist.
Am Äquator ist der Abstand vom Erdmittelpunkt grĂ¶ĂŸer und damit die Schwerebeschleunigung  geringer als an den Polen.
ZusĂ€tzlich wirkt die Fliehkraft aufgrund der Erdrotation der Fallbeschleunigung entgegen, so  dass diese am Äquator geringer ist. Der Effekt betrĂ€gt etwa 3 Gal.
Die lokalen Absolutwerte der Erdbeschleunigung können bei den LandesvermessungsĂ€mtern  erfahren werden.
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Wie verhÀlt es sich mit den Gezeiten ?...

Gezeiten entstehen durch die Rotation von Erde und Mond um den gemeinsamen  Massenschwerpunkt. Entscheidend sind die DifferenzkrĂ€fte zwischen Gravitations- und  FliehkrĂ€ften. Diese sorgen dafĂŒr, dass sich auf der Erde sowohl auf der dem Mond  zugewandten, als auch auf der dem Mond abgewandten Seite ein Flutberg ausbildet. Daher gibt  es zweimal am Tag Ebbe und Flut. ZusĂ€tzlich ĂŒbt auch die Sonne einen Einfluss auf die  Gezeiten aus, woraus durch Addition bei Neu und Vollmond Springfluten und durch Subtraktion bei  Halbmond Nippfluten enstehen.
Die GezeitenkrĂ€fte lassen sich, auch unabhĂ€ngig vom Tidenhub der Meere, mit einem Gravimeter  an jedem Ort der Erde messen. Sie liegen in der GrĂ¶ĂŸenordnung von 0,5 mGal bis 1,1 mGal.
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Ist es bisher gelungen, kĂŒnstlich eine schwerelose Umgebung zu schaffen ?...

Auf der Erde lĂ€ĂŸt sich kĂŒnstliche Schwerelosigkeit (bzw. Gewichtslosigkeit) bisher nur  dadurch erreichen, dass man einen Körper frei fallen lĂ€sst. Dies wird in ParabelflĂŒgen mit  Flugzeugen oder in FalltĂŒrmen realisiert. Die erreichbare Dauer liegt im Bereich von wenigen  Sekunden (Fallturm) bis einigen Minuten (Parabelflug).
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Gibt es Orte auf unserem Planeten, an denen das Gravitationspotential einen Körper (z.B. ein Auto) entgegen aller Erwartung auf einen Berg hochzieht ? ...
 

Bekannt fĂŒr sogenannte "Gravitationsanomalien" sind Orte wie Roca di Papa in Italien oder  Karpacz Gorny in Polen.
Erst durch prÀzise Messungen konnte geklÀrt werden, worum es bei diesen PhÀnomenen wirklich geht. Die naheliegendste ErklÀrung ist eine optische TÀuschung, die einem vorgaukelt, dass es bergauf geht, obwohl es in Wirklichkeit bergab geht. Dass ein nahegelegener Berg die Richtung der Gravitation verÀndert, ist praktisch ausgeschlossen, aufgrund der viel zu geringen Masse im VerhÀltnis zur Erde.
 
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Mit welcher Geschwindigkeit breitet sich die Gravitation aus ?...

Dass die Lichtgeschwindigkeit c die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schwerkraft ist, wurde 2002 von S. Kopeikin, E. Fomalont et al. experimentell bestĂ€tigt.S. Kopeikin gelang 1999 die Berechnung des Gravitationsfeldes eines sich auf seiner Bahn bewegenden, rotierenden Planeten in AbhĂ€ngigkeit von der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schwerkraft. Wird die Ablenkung von elektromagnetischen Wellen eines fernen Sterns im Schwerefeld eines Planeten gemessen, so lĂ€sst sich also mit Hilfe der Rechnung nach S. Kopeikin die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation ermitteln. E. Fomalont nĂŒtzte 2002 Jupiter als den Planeten mit der grĂ¶ĂŸten Masse im Sonnensystem und hoher Eigenrotationsgeschwindigkeit, dessen Daten fĂŒr Berechnungen dank Raumsonden-Besuchen (wie etwa dem von Galileo 1995-2003) gut bekannt sind, als Gravitationsquelle zur Ablenkung von Wellen. Die Wellen waren Radiosignale des Quasars J0842+1835.Die entscheidende Messung wurde am 8. September 2002 durchgefĂŒhrt.Ihr zufolge betrĂ€gt die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation
(1.06 * c) +/- (0.21 * c)
(siehe
http://www.csa.com/discoveryguides/gravity/overview.php unter The Speed of Gravity).
Im Rahmen der Messgenauigkeit ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation also gleich der Lichtgeschwindigkeit c, wie es von A. Einstein schon etwa 100 Jahre zuvor in der Allgemeinen RelativitÀtstheorie angenommen wurde.

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