abi-physik.de - Gravitationsfelder II

Gravitationsfelder II - Abitur Physik

Abi-physik.de Spined HTML

 Gravitationsfelder II - Abitur Physik Suche Was ist Abi-Physik?Themen1 Mechanik   Gleichförmige Bewegung Gleichmäßig beschleunigte Bewegung Gleichförmige Kreisbewegung Senkrechter Wurf Waagerechter Wurf Schräger Wurf 2 Das elektrische Feld   Elektrische Ladung Leiter / Isolator Coulombkraft Influenz / dielektrische Polarisation Elektroskop Elektrische Felder I Elektrische Felder II Faradayscher Käfig Braunsche Röhre Kondensator Millikan Versuch 3 Das Magnetfeld   Dauer- und Elektromagnete Homogenes Magnetfeld Magnetische Flussdichte Lorentzkraft Masse und die spezifische Ladung eines Elektrons Hall-Effekt Geschwindigkeitsfilter Massenspektrometer 4 Schwingungen   Harmonische Schwingung Gedämpfte Schwingung 5 Wellen   Lichtmodelle Grundlegende Eigenschaften Phasenverschiebung / Gangunterschied Kohärenz Interferenz Stehende Welle Schwebung Reflexion am festen / losen Ende Beugung am Einzelspalt Interferenz am Doppelspalt Optisches Gitter 6 Quantenmechanik   Photoeffekt Energie, Masse und Impuls von Photonen Röntgenstrahlung Bragg-Gleichung Compton-Effekt 7 Kernphysik   Atomaufbau Ionisierende Strahlung Alphastrahlung Betastrahlung Gammastrahlung 8 Astronomie Newton'sches Gravitationsgesetz Gravitationsfelder I Gravitationsfelder II Kosmische Geschwindigkeiten Satellitenbahnen Keplersche Gesetze BücherAbituraufgabenPhysik Rechner BetaMaterialienPeriodensystem Wir empfehlen die einwöchigen Intensivkurse fürs Mathe Abitur von abiturma Abi-Physik supporten geht ganz leicht. Einfach über diesen Link bei Amazon shoppen (ohne Einfluss auf die Bestellung). Gerne auch als Lesezeichen speichern. Empfohlener Taschenrechner: Casio FX-991DE X ClassWiz Buchempfehlung vom Abi-Physik Team Formeln und Tabellen Mehr Informationen bei Amazon Gravitationsfelder II zurückblättern:vorwärtsblättern:Gravitationsfelder IKosmische Geschwindigkeiten Einleitung In dem ersten Teil über Gravitationsfelder wurden die Gravitationskraft und die Gravitationsbeschleunigung erklärt. Im zweiten Teil geht es um die Arbeit, Energie und die Bewegung von Körpern im Gravitationsfeld. Arbeit \( W \) Aus der Mittelstufe ist bereits die mechanische Arbeit bekannt. Diese wird verrichtet, wenn eine Kraft \( F \) längs eines Weges \( s \) auf einen Körper wirkt. Es gilt: $$ W = F \cdot s $$ \( F \) = Kraft, \( s \) = Weg Auch bei der Bewegung von Körpern in einem Gravitationsfeld, sei es durch äußere Einflüsse oder durch die Gravitationskraft selbst, wird Arbeit verrichtet. Es ist jedoch zu beachten, dass als Weg \( s \) dabei der Weg parallel zu den Feldlinien bezeichnet wird. Beim Verschieben eines Körpers entlang der Feldlinien wird moreover viel Arbeit verrichtet, beim Verschieben senkrecht zu den Feldlinien hingegen wird keine Arbeit verrichtet. Arbeit in homogenen Feldern Für homogene Felder kann man die folgende Formel verwenden. $$ W = F \cdot s = m \cdot g \cdot s $$ \( m \) = Masse des Körpers, \( g \) = Erdbeschleunigung, \( s \) = Weg parallel zu den Feldlinien Die folgende Animation zeigt 3 Körper (\( m_1 = m_2 = m_3 = 1 \rm kg \)) in einem homogenen Feld und zeigt den Weg parallel zu den Feldlinien. Lade Animation... (0%) ResetStart Körper 2 und 3 legen zwar unterschiedlich lange Strecken zurück, der Anteil parallel zu den Feldlinien ist jedoch gleich, daher ist der Betrag der verrichteten Arbeit auch gleich. Körper 1 bewegt sich senkrecht zu den Feldlinien, d.h. der Weg parallel zu den Feldlinien ist 0, es wird keine Arbeit verrichtet. Arbeit in inhomogenen Feldern Bei inhomogenen Feldern gestaltet sich die Berechnung der Arbeit schwieriger, da die Gravitationskraft während der Bewegung nicht konstant ist. Bei einem radialen Gravitationsfeld hängt die Gravitationskraft von dem Abstand \( r \) ab. Man kann die Arbeit ermitteln, indem man über der Gravitationskraft integriert: $$ W = \int \limits_{r_1}^{r_2} F(r) \,\,\mathrm{d}r $$ Setzt man nun die Gravitationskraft ein, erhält man: $$ W = G \cdot m_1 \cdot m_2 \cdot \int \limits_{r_1}^{r_2} \dfrac{1}{r^2} \,\, \mathrm{d}r = G \cdot m_1 \cdot m_2 \cdot \left( \dfrac{1}{r_1} - \dfrac{1}{r_2} \right) $$ \( m_1, m_2 \) = Massen der Körper, \( r_1 \) = Abstand bei Ausgangsposition, \( r_2 \) = Abstand bei Endposition Die folgende Animation zeigt 2 Körper (\( m_1 = m_2 = 1 \,\, \rm kg \)) in einem inhomogenen Feld und zeigt den Weg parallel zu den Feldlinien. Lade Animation... (0%) ResetStart Man erkennt hier auch gut, dass die verrichtete Arbeit nur vom Ausgangs- und Endpunkt bestimmt wird. Ob sich die Ladungen dabei gradlinig oder mit vielen Kurven bewegen ist nicht von Bedeutung. Potentielle Energie \( E_{pot} \) Auch die potentielle Energie ist aus der Mittelstufe bekannt. Im Gravitationsfeld der Erde ist sie umso größer, je höher der Körper über der Erdoberfläche ist. Die folgende Animation zeigt die potentiellen Energie im homogenen Gravitationsfeld in der Nähe der Erdoberfläche. Lade Animation... (0%) ResetStart Bei dem Gravitationsfeld ist normalerweise festgelegt, dass die potentielle Energie an der Erdoberfläche 0 ist. Hebt man nun einen Körper um eine bestimmte Höhe an, so ist die dabei verrichtete Arbeit in der potentiellen Energie des Körpers gespeichert. Potentielle Energie in inhomogenen Feldern Bei einem inhomogenen Gravitationsfeld um einen Massepunkt herum, wird meist festgelegt, dass die potentielle Energie in unendlicher Entfernung von dem Massepunkt gleich 0 ist. Lade Animation... (0%) ResetStart $$ E_{pot} = \Delta W = G \cdot m_1 \cdot m_2 \cdot \left( \dfrac{1}{r_1} - \dfrac{1}{r_2} \right) = G \cdot m_1 \cdot m_2 \cdot \left( \dfrac{1}{r_1} - \dfrac{1}{\infty} \right) = G \cdot m_1 \cdot m_2 \cdot \dfrac{1}{r_1} $$ Quellen Wikipedia: Artikel über "Newton'sches Gravitationsgesetz" Wikipedia: Artikel über "Gravitationskonstante" Wikipedia: Artikel über "Gravitation" Literatur Metzler Physik Sekundarstufe II - 2. Auflage, S. 86 ff. zurückblättern:vorwärtsblättern:Gravitationsfelder IKosmische GeschwindigkeitenEnglish version: Article well-nigh "Gravitational Fields II" Feedback Haben Sie Fragen zu diesem Thema oder einen Fehler im Artikel gefunden? Geben Sie Feedback... Unterstützung Ihnen gefällt dieses Lernportal?Dann unterstützen Sie uns :) Name (optional) Email (optional) Spamschutz = Daten werden gesendet Abi-Physik © 2018, Partner: Abi-Mathe, Abi-Chemie, English website: College Physics Datenschutz Impressum