Inhalt Gleichgewicht zwischen Gravitations- und Trägheitskräften auf Kreisbahnen Gravitation allein führt zum Verschmelzen aller Materie: „schwarze Löcher“

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1 Inhalt Gleichgewicht zwischen Gravitations- und Trägheitskräften auf Kreisbahnen Gravitation allein führt zum Verschmelzen aller Materie: „schwarze Löcher“ Die Gravitationskraft ist eine der vier Fundamentalkräfte Kräfte mit „Distanz haltender“ Wirkung

2 Das Gravitationsgesetz

3 Das Gravitationsgesetz
Wer hält die Massen auf, was hält sie auf Abstand?

4 Kräftegleichgewicht bei Bewegung auf der Kreisbahn
Die Gravitationskraft ist im Gleichgewicht mit der Zentripetalkraft

5 Kräftegleichgewicht bei Bewegung auf der Kreisbahn
Gravitationskraft Trägheitskraft: Zentrifugalkraft Gleichgewicht 1 m3 Unabhängig von der Masse des umlaufenden Körpers (Radius)3 verhält sich wie (Umlaufzeit)2 :

6 Für Bahnen mit Gleichgewicht zwischen Zentrifugal- und Gravitationskraft gilt:
Die Quadrate der Umlaufzeiten verhalten sich wie die dritten Potenzen („Kuben“) der Bahnradien

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8 Gleichgewicht zwischen Zentrifugal- und Gravitationskraft:
In welcher Entfernung muss ein Körper auf einer „geostationären“ Bahn die Erde umkreisen, auf der er 24 h für einen Umlauf zu benötigt? Daten: Masse der Erde kg, Erdradius m,G=6,6726(9) Nm2/kg2

9 Kräftegleichgewicht bei Bewegung auf der Kreisbahn
1 m3 (Radius)3 verhält sich wie (Umlaufzeit)2 Trägheitskraft: Zentrifugalkraft 1 m Höhe der „geostationären Bahnen“ km Überprüfung der Dimensionen für r2

10 Auch ohne Kreisbewegung gibt es offenbar abstoßend wirkende Kräfte
Das Resultat des Verschmelzens wäre ein schwarzes Loch

11 Ohne abstoßende Kräfte: Verschmelzen zum „schwarzen Loch“ mit immer größeren Gravitationskräften

12 Die vier Fundamentalkräfte
Fundamentalkraft Kraft zwischen Ursache für Gravitationskraft Schweren Massen Anziehung zwischen Massen Elektro-magnetische Kraft Coulombkraft Ruhenden Ladungen Vorgänge innerhalb der Atomhülle Magnetische Kraft Bewegten Ladungen, Strömen Starke Wechselwirkung Kernbausteinen Kernkräfte zwischen Proton und Neutron Schwache Wechselwirkung Baryonen (Schwere Teilchen: Protonen, Neutronen) und Leptonen (Leichte Teilchen: Elektronen, Myonen, Neutrinos) Zerfall des Neutrons in Proton, Elektron und Antineutrino

13 Fundamental- und Scheinkräfte
Trägheitskräfte erscheinen bei Beschleunigungen als Folge von Fundamentalkräften Trägheitskräfte –und damit auch Zentrifugalkräfte – bezeichnet man deshalb als „Scheinkräfte“

14 Zusammenfassung Es gibt Kreisbahnen mit Gleichgewicht zwischen Gravitations- und Trägheitskräften Gravitation allein führt zum Verschmelzen aller Materie: „schwarze Löcher“ Es gibt weitere Kräfte mit „Distanz haltender“ Wirkung Die vier Fundamentalkräfte: Die Gravitationskraft ist eine davon Die bei der Beschleunigung auftretenden Trägheitskräfte bezeichnet man – im Gegensatz zu den Fundamentalkräften- als Scheinkräfte

15 Finis