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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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 Brillant Verfasst am: 15. Jun 2014 12:07 Titel: In welcher Höhe wiege ich am meisten? |
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In der geostationären Umlaufbahn wiegt ein Körper nichts, ebenso auch nicht im Mittelpunkt der Erde, weil die Gravitonen gleichmässig aus allen Richtungen ziehen.
Dazwischen muss es doch einen Abstand vom Erdmittelpunkt geben mit einem Gewichtsmaximum. Ist das zufällig die Erdoberfläche?
Und wieso wird behauptet, dass bei Entstehung der Erde das "schwere" Eisen sich zur Mitte bewegt, wo es aber nichts wiegt und damit auch kein "leichteres" Material verdrängen kann?
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Glaubt nicht dem Hörensagen ... oder eingewurzelten Anschauungen, auch nicht den Worten eines verehrten Meisters; sondern was ihr selbst gründlich geprüft und als euch selbst und anderen zum Wohle dienend erkannt habt, das nehmt an. Siddhartha Gautama |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18087
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| TomS Verfasst am: 15. Jun 2014 12:25 Titel: Re: In welcher Höhe wiege ich am meisten? |
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| Brillant hat Folgendes geschrieben: | | In der geostationären Umlaufbahn wiegt ein Körper nichts, ebenso auch nicht im Mittelpunkt der Erde, weil die Gravitonen gleichmässig aus allen Richtungen ziehen. |
Das stimmt (im Rahmen der Newtonschen Mechanik) so nicht.
Im Erdinneren ist die Gravitationskraft proportional zum Radius, d.h. das Gewicht einer Masse ist tatsächlich Null. Außerhalb der Erde ist die Gravitationskraft jedoch umgekehrt proportional zum Quadrat des Radius, d.h. das Gewicht ist erst im Unendlichen Null. Auf einer Umlaufbahn heben sich lediglich Gravitations- und Zentrifugalkraft gegenseitig auf, d.h. die Summe beider Kräfte ist Null, jedoch nicht jede einzelne Kraft.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Peff
Anmeldungsdatum: 04.05.2014
Beiträge: 135
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| Peff Verfasst am: 16. Jun 2014 08:51 Titel: |
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Die Gewichtskraft eines Körpers müsste auf der Erdoberfläche am größten sein, wenn man mal davon absieht, dass der Erdradius an unterschiedlichen Orten (Gebirge, Täler...) varriert. Das ist aber kein Zufall, sondern hängt mit der Massenverteilung zusammen. Wenn du dich auf der Erdoberfläche befindest, befindet sich die meiste Masse direkt unter deinen Füßen. Über und um dich herum befinden sich größtenteils Gase, die aufgrund der geringen Dichte in einem vergleichbaren Volumen auch viel weniger Masse besitzen. Je weiter du dich vom Massenschwerpunkt entfernst (also vom Erdmittelpunkt), desto geringer wirkt die Erdanziehungskraft.
Die Sache mit dem Eisen im Erdinnern ist vielleicht so erklärbar:
Bei r = 0 wirkt die Gravitation auf ein Atom von allen Seiten gleich stark und hebt sich daher auf. Das gilt für alle Elemente im Schwerefeld der Erde. Daher strebt jedes Atom zur Mitte hin. Liegen die Materialien in flüssiger Form vor (wie das kurz nach der Entstehung der Erde der Fall war), können sie sich beinahe ungehindert aneinander vorbei bewegen. Von den Elementen, aus denen die Erde zum größten Teil besteht, ist Eisen das "schwerste", also das mit der größten Masse. Die Stärke der Gravitation hängt allein von der Masse ab, weshalb jedes Eisenatom stärker zum Erdmittelpunkt hin gezogen, als die Atome aller anderen Elemente. |
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 16. Jun 2014 15:24 Titel: |
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"Am Erdmittelpunkt wirkt keine Schwerkraft, es herrscht Schwerelosigkeit. Im Erdkern wächst die Schwerebeschleunigung mit dem Abstand vom Erdmittelpunkt monoton an. An der Kern-Mantel-Grenze (in ca. 2900 km Tiefe), nach deren Entdeckern Emil Wiechert und Beno Gutenberg auch Wiechert-Gutenberg-Diskontinuität genannt, erreicht sie ein Maximum von knapp 10,68 m/s². Dieser Effekt hat seine Ursache darin, dass der überwiegend metallische Erdkern mehr als doppelt so dicht wie der Erdmantel und die Erdkruste ist. Von dort bis zu ca. 4900 km nimmt sie zunächst wieder langsam bis auf 9,93 m/s² ab, steigt nochmals bei 5700 km auf 10,01 m/s² und sinkt dann monoton bis sie an der Erdoberfläche etwa 9,82 m/s² erreicht."
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwerefeld
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Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen. |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 17. Jun 2014 06:07 Titel: |
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Vielleicht kann man diese Frage auch als Anregung nehmen, um über die Begriffe Gewicht oder Wiegen nachzudenken? Natürlich kann man es mit der Schwerkraft gleichsetzen, doch durch ihre sehr alte und bedeutsame Rolle wird sich das in bestimmten Fällen "beißen". |
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Peff
Anmeldungsdatum: 04.05.2014
Beiträge: 135
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| Peff Verfasst am: 17. Jun 2014 11:39 Titel: |
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Ebenfalls aus dem genannten Wiki-Artikel:
| Zitat: | | Vereinfacht wird der Schwerkraftverlauf im Erdinneren unter der Annahme betrachtet, dass die Erde eine homogene Kugel ist. Dann ergibt sich ein linearer Anstieg der Schwerebeschleunigung von null am Erdmittelpunkt bis zu einem Maximum an der Erdoberfläche; ab diesem Punkt folgt die Kurve dann dem invers-quadratischen Verlauf. |
Zur Beantwortung der ursprünglichen Frage sollte das auch ausreichen.
Ob man Gravitation IN DIESEM FALL als Kraft verstehen oder als Folge der Raumzeitkrümmung auffassen will, spielt eigentlich keine Rolle. Allerdings versteht man sie leichter, wenn man von einer anziehenden Kraft ausgeht. |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 18. Jun 2014 08:52 Titel: Re: In welcher Höhe wiege ich am meisten? |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Auf einer Umlaufbahn heben sich lediglich Gravitations- und Zentrifugalkraft gegenseitig auf, d.h. die Summe beider Kräfte ist Null, jedoch nicht jede einzelne Kraft. |
Tja, da benutze ich den Begriff "Gewicht" so leichtsinnig. Aus wieviel Kräften besteht "Gewicht" genau? Und wie kann man die Zahl der Einzelkräfte ermitteln?
Und wie könnte ein Experimentalphysiker auf einer geostationären Umlaufbahn die Gravitations- und Zentrifugalkraft messen? Oder sind das nur theoretiche, also nicht messbare Werte?
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 18. Jun 2014 09:02 Titel: |
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| Peff hat Folgendes geschrieben: | | Die Stärke der Gravitation hängt allein von der Masse ab, weshalb jedes Eisenatom stärker zum Erdmittelpunkt hin gezogen, als die Atome aller anderen Elemente. |
Habe ich nicht ganz verstanden. Nehmen wir zwei masse-unterschiedliche Moleküle, etwa Eisen und Helium. Wenn sie nahe dem Gravitationszentrum sind, "wiegen" beide nichts. Warum sollten sie sich in verschiedene Richtungen bewegen, sich also voneinander trennen?
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 18. Jun 2014 09:24 Titel: |
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| Brillant hat Folgendes geschrieben: | | Nehmen wir zwei masse-unterschiedliche Moleküle, etwa Eisen und Helium. Wenn sie nahe dem Gravitationszentrum sind, "wiegen" beide nichts. Warum sollten sie sich in verschiedene Richtungen bewegen, sich also voneinander trennen? |
Es geht nicht um einzelne Moleküle, sondern beispielsweise eine größere Menge einer flüssigen Eisen - Nickel - Legierung und der dort herrschende Schweredruck verdrängt leichtere Stoffe. Quasi wie Quecksilber im Wasser.
Zuletzt bearbeitet von franz am 18. Jun 2014 12:28, insgesamt einmal bearbeitet |
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Peff
Anmeldungsdatum: 04.05.2014
Beiträge: 135
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| Peff Verfasst am: 18. Jun 2014 12:17 Titel: |
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"Gewicht" im Sinne von "Gewichtskraft" im Schwerefeld eines rotierenden Körpers wie der Erde besteht, wie schon von TomS erklärt, im Wesentlichen aus der Gravitation, die um den Wert der Zentrifugalkraft korrigiert wird.
Ich denke, ein Experimentalphysiker auf einer Umlaufbahn kann diese Werte nicht messen. Das ergibt sich aus dem Äquivalenzprinzip. Sie sind aber durchaus berechenbar.
OK, vergiss das mit den Atomen, das war Quatsch. Mit der Dichte lässt sich das besser beschreiben. Eisen hat eine höhere Dichte als die meisten anderen Stoffe und übt daher auch einen größeren Druck auf andere Stoffe aus. Daher werden diese vom Eisen verdrängt. |
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