Grund für Schwerelosigkeit, Berechnung Zentripetalkraft?

Soyuz · Gast

Hallo zusammen, ich möchte ergründen weshalb zb die ISS schwerelos ist.

Zwei Ansätze:

A: Ich verstehe, dass die ISS konsequent fällt weil sie von der Erde angezogen wird mit ~90% Gravitationskraft. Beim Fall bewegt sie sich aber so schnell, dass die Erde unter ihr wegkrümmt und sie sich deshalb im ewigen freien Fall befindet.

Ist das der Grund für die 0G oder hat es mit der Zentripetalkraft zu tun?

B:

masse ISS: 450'000kg
V iss: 28'000km/h
Höhe ISS + Erdradius: 350km+6371km
Gravitationskonstante: 6.673*10^-11
Masse Erde: 5,974 · 1024 kg

also zentripetalkraft = m*v^2/R = 450'000kg * (28'000km/h *1000/3600)^2 /(350000m+6371000m) = 4.0*10^6 Newton
gravitationskraft: G*m1*m2/R^2 = 6.673*10^-11*450'000kg*5,974 · 1024 kg/(350000m+6371000m)^2 =3.9*10^6 Newton

Mit meinem Zahlen aus dem Internet wird gezeigt, dass sich die beiden Kräften aufheben, was die Schwerelosigkeit bewirken könnte?

Was hält ihr von der Schwerelosigkeiterklärung mit der Zentripetalkraft? Sie wird nicht als Grund genannt.
Stimmen die Berechnungen und meine Ansätze?

Soyuz · Gast

Sorry, ich meine ZentriFUGALkraft

ahhhhhh · Gast

Soyuz · Gast

Soyuz · Gast

oder meinst du, dass die Zentrifugalkraft gar nicht wirkt, weil die Zentripetalkraft noch aktiv ist. Also würde die Zentrifugal nur eintreten, fall die Gravitation der Erde aufhörte?

I think that's it.

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Raumschiffe, die antriebslos sind, unterliegen nur der Schwerkraft und machen deshalb eine Fallbewegung. In frei fallenden Systemen ist man immer schwerelos.

Zur Schwerelosigkeit habe ich zwei Videos gemacht.

Ein älteres, längeres https://www.youtube.com/watch?v=mAaU3EIyzsI

und ein neueres https://www.youtube.com/watch?v=0CdKPzSYgkk

Eine Zentrifugalkraft darf und muss man einführen, sobald man sich in einem rotierenden System (z.B die Erde) befindet https://www.youtube.com/watch?v=uUVpdyxHO-I

Auf den Begriff Zentripetalkraft, den man nur bei Kreisbewegungen verwenden kann, würde ich gänzlich verzichten. Diese Kraft hat ja schon einen Namen (Schwerkraft, Seilkraft, elektrostatische Kraft).

Huggy · Anmeldungsdatum: 16.08.2012 Beiträge: 785

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Bewegt sich ein Himmelskörper auf einer beliebigen Bahn (Ellipse bis Hyperbel), kann die Gravitationskraft in eine Normal- und eine Tangentialkomponente zerlegt werden. Die Tangentialkomponente hat eine Leistung und die Normalkomponente, die leistungsfrei ist, sorgt für die Bahnkrümmung. Selbstverständlich kann man dann an einem beliebigen Punkt einen Berührkreis legen, die Normalkomponente als Zentripetalkraft bezeichnen und zeigen, dass die Normalkomponente eine Beschleunigung verursacht, die gleich der Geschwindigkeit im Quadrat durch den Radius dieses Berührkreises ist. Aber das ist eine aufwändige Geschichte, die man nicht so oft braucht.

Das Problem liegt bei der Begriffsbildung. Oft redet man von der Zentripetalkraft, wie wenn diese eine eigenständige Einwirkung wäre. Nun ist jede Kraft (Einwirkung) auch eine Wechselwirkung, wobei die Kraft auf den Wechselwirkungspartner in diesem Fall nach aussen zeigt. Das führt dazu, dass man dieser Reaktionskraft, die im Falle der Himmelskörper an der Sonne angreift, (fälschlicherweise) Zentrifugalkraft sagt. Der Fehler taucht meist nicht bei der Himmelsmechanik auf (wen interessiert schon die Kraft auf die Sonne), aber etwa bei einem Stein, der an einer Schnur im Kreis herum geschwungen wird. Dann sagt man oft: "die Zentrifugalkraft greift an der Hand an".