Physik 11-Profilkurs Thema: Gravitationsfeld

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1 Phyik -Pofilku ha: Gavitationfld Alttu Ptoläu (u 50 u.z.) gozntich Wltbild - d i Mittlpunkt - Hilköp, inchlißlich d Sonn ukin di d Kopniku (47-54) hliozntich Wltbild - Sonn i Mittlpunkt - Plantn bwgn ich u di Sonn auf Kibahnn Kpl (57-60) (baut da atonoich noh) ntwicklt da Kopnikanich Wltbild wit. Gtz: Di Bahnn d Plantn ind llipn, in dn in Bnnpunkt di Sonn tht.. Gtz: D Quotint au d Littahl und d übtichnn läch it kontant. (Dhipulhaltungatz gilt hi: In Sonnnnäh it di Gchwindigkit göß al in Sonnnfn.). Gtz: Di Quadat d Ulaufzitn zwi Plantn vhaltn ich wi di.potnzn d goßn Halbachn ih Bahnn. Galili (564-64) - ntwicklt da holländich noh wit - ntdckt di Jupitond, - vtat da Wltbild d Kopniku, ollt auf dn Schithaufn - und i bwgt ich doch

2 Da Gavitationgtz Wovon hängt d Btag d Käft ab? Vutung: M,, Gucht it in Glichung f (M,, ) Hlitung d Glichung: ω C C C C C C M C C ~ M C' M M (. Kpl ch Gtz) cont. C C C M C' M C ' γ M γ Gavitationgtz (Nwton 686)... Gavitationkaft γ... Gavitationkontant (γ 6, N kg - ) M,... Ma d bidn Köp... Abtand d Schwpunkt d Köp

3 Anwndungn zu Gavitationgtz. Btiung d Ma d d Gavitationkaft in Köp auf d dobfläch: γ γ g γ g γ 5, kg. Bchnung d. koichn Gchwindigkit (Kibahngchwindigkit) v γ v gav γ v 7,9 k. Btiung d Ma d Sonn d ukit di Sonn ω γ ω γ gav γ, kg Übung Bchn di Bahngchwindigkit in Satllitn, d di d in 000 k Höh ukit! Gib di Ulaufzit an! v γ v gav γ v 7,4 k- 05 in

4 Btiung d Gavitationkontantn nach Cavndih 798 dynaich Mthod oionpndl in xtlag Wgdhn d goßn Kugln in and xtlag (glichäßig Bchlunigung) M gav γ M 4gav 4γ Ablauf:. Kugln in xtlag bingn. Kugln in and xtlag bingn. Bchlunigung d Lichtzig btin duch Wg- und Zitung d 0,05 0,0456 8,05 M,5kg t 05 x 0, Gavitationkaft + ücktibnd Kaft d oiondaht Wg d Lichtzig Hlitung: d d x x M a 4γ a γ M γ t M d x a t d x γ t M gbni d xpint it d Gavitationdhwaag von Lybold: γ 4,06 0 kg ähnlich Dick

5 tatich Mthod Ablauf:. ittlung d Schwingungdau. t xtlag akin. zwit xtlag akin und x n 4. Bchnung M gav M to π D d 0,05 0,0456 8,05 M,5kg 59 x 0, J d d gav d D ϕ D M d γ d ϕ M d x x γ d ϕ tan(ϕ) fü klin Winkl :ϕ M d x γ d π dx γ M gbni d xpint it d Gavitationdhwaag von Lybold: γ 6,6 0 kg J D J ϕ x Wit Mthod zu Btiung d Gavitationkontantn jdoch it höh tchnichn und chnich Aufwand: Richadz und Kiga-Mnzl 896 in dn Spandau Kaattn in Blin, Bliklotz it Volun

6 Vchibungabit i Gavitationfld und Gavitationfldtäk Vchibungabit i Gavitationfld Bgiff d Gavitationfld: D Rau, in d an jd Punkt auf inn dothin gbachtn Köp allin aufgund in Ma in Kaft, di Gavitationkaft, augübt wid, bzichnt an al Gavitationfld. in Köp d Ma oll i Gavitationfld d Zntalköp d Ma M vo Abtand auf dn Abtand vchobn wdn. Wil di Kaft nicht kontant it, ondn it wachnd Abtand klin wid, kann di Glichung fü di Hubabit W G h nicht bnutzt wdn. W W ()d M γ d M W γ M M W γ ( γ ) W γm( ) Di Vchibungabit it unabhängig vo Wg. Si it nu vo Anfang- und ndpunkt abhängig. Hlitung d. koichn Gchwindigkit v v v γ γ γ ( ) k v,

7 Di Gavitationfldtäk G * An in btitn Ot it di Kaft auf dn Köp d Ma popotional zu. ~ c c D Popotionalitätfakto c wid Gavitationfldtäk gnannt und hält da olzichn G *. G * Di Gavitationfldtäk ntpicht d allbchlunigung a jwilign Ot.

8 Di potntill ngi i Gavitationfld d d d M 8 Vchibt an dn Köp von nach, o tigt in potntill ngi u pot. W γ M ( ) pot Vchibungabit Ändung d potntilln ngi. W γ M ( pot M γ ) Wo lgt an da Nullnivau hin? pot pot 0 ligt i Unndlichn. Bfindt ich in Köp i Gavitationfld in Zntalköp, hat ngativ potntill ngi. Bgündung fü di tlgung: tilt an in Köp (Rakt) kintich ngi, o wid d Köp i langa, gwinnt dafü an Höh. Bfindt ich d Köp i Unndlichn und it di gat kintich ngi aufgbaucht, hat di Gatngi Null. Da it innvoll, dnn d Köp wid nicht h angzogn und bwgt ich nicht h. Hat d Köp i Unndlichn noch kintich ngi, it in Gatngi göß al Null. pot ~ g g kin v + pot M γ

9 Di koichn Gchwindigkitn. koich Gchwindigkit (Kibahngchwindigkit) k v I 7,9. koich Gchwindigkit k (Paablgchwindigkit) v II, D Rauflugköp bwgt ich auf in Kibahn unittlba üb d d. Ligt di Gchwindigkit zwichn. und. koich Gchwindigkit, it di Bahn lliptich.. koich Gchwindigkit k (Hypblgchwindigkit) v III 6,7 D Rauflugköp vlät da Gavitationfld d d von d dobfläch tatnd auf in Paablbahn. D Rauflugköp vlät un Sonnnyt von d d tatnd auf in Hypblbahn.

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