Astronomie

Newtons Gesetze der universellen Gravitation

Jeder, der in die Schule geht und aufmerksam zuhört, was der Lehrer sagt, sollte die Newtonschen Gesetze der universellen Gravitation bereits kennen. Wenn es aber schon einige Zeit her ist, wird dieser Artikel das Wissen schnell auffrischen.

Sir Isaac Newton und das Gesetz der universellen Gravitation

Isaac Newton wurde am 25. Dezember 1642 in Woolsthorpe, Lincolnshire, geboren. Seine verwitwete Mutter heiratete erneut, als er drei Jahre alt war, und ließ ihn in der Obhut seiner Großmutter zurück. Als sie zum zweiten Mal Witwe wurde, beschloss sie, ihn auf die Grantham Grammar School zu schicken. Im Jahr 1661 schrieb er sich am Trinity College der Universität Cambridge ein, wo er sein Lehrdiplom erwarb.

In dieser Zeit widmete er sich dem Studium und der Erforschung der neuesten Fortschritte in der Mathematik und Naturphilosophie. Schnell entdeckte er wichtige Erkenntnisse, die ihm während seiner gesamten beruflichen Laufbahn von großem Nutzen sein sollten. Er befasste sich auch mit Problemen des Lichts und der Optik, entwickelte Bewegungsgesetze und leitete daraus das heute als Gesetz der universellen Gravitation bekannte Gesetz ab.

Newtons Gesetz, das als Gesetz der universellen Gravitation bekannt ist, besagt, dass die Anziehungskraft, die zwei Massen erfahren, direkt proportional zum Produkt ihrer Gruppen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen ist (Gesetz der Umkehrung des Gerichts des Raums). Dieses Gesetz beinhaltet eine Proportionalitätskonstante (G), die als universelle Gravitationskonstante bekannt ist und deren Wert durch präzise Experimente bestimmt wurde: G = 6,67384 * 10-11 N*m²/kg².

Was ist Gravitation?

Gravitation ist die Kraft der gegenseitigen Anziehung, die Körper aufgrund ihrer Masse erfahren.

Jedes Materieteilchen im Kosmos übt, ob Sie es glauben oder nicht, eine Anziehungskraft auf jedes andere Teilchen aus. Die Begriffe Gravitation und Schwerkraft werden manchmal austauschbar verwendet, um die Anziehung zwischen allen Dingen mit Energie oder Masse zu beschreiben.

Im 17. Jahrhundert bestätigte der englische Mathematiker und Naturwissenschaftler Isaac Newton die Existenz dieser Kraft. Darüber hinaus schuf dieser kluge Wissenschaftler zu ihrer Formulierung die so genannte Fluxionsrechnung (heute als Integralrechnung bekannt).

Gravitation zwischen Galaxien und Planeten

Die Beschleunigung, mit der ein Testkörper (mit einheitlichem Radius und Masse) innerhalb dieses Feldes fällt, wird ermittelt, um die Stärke des Gravitationsfeldes abzuschätzen, das mit einem Körper mit einem bestimmten Radius und einer bestimmten Masse verbunden ist. Die Fallbeschleunigung kann mit Hilfe des zweiten Newtonschen Gesetzes, der Schwerkraft und einer bestimmten Masse berechnet werden.

Diese Beschleunigung hat je nach dem Körper, auf dem sie gemessen wird, unterschiedliche Werte; so wird für die Erde ein Wert von 9,8 m/s² (entspricht 9,8 N/kg) angenommen, während der für die Mondoberfläche ermittelte Wert nur 1,6 m/s² beträgt, d. h. etwa sechsmal geringer ist als der für unseren Planeten. Bei einem der Riesenplaneten des Sonnensystems, dem Jupiter, würde dieser Wert etwa 24,9 m/s² betragen.

Aufgrund der universellen Gravitation ist die Zentrifugalkraft gleich der Zentripetalkraft in einem isolierten System, das aus zwei Körpern besteht, von denen einer den anderen umkreist, wobei der erste eine viel geringere Masse als der zweite hat und eine stabile und kreisförmige Bahn um den Körper im Zentrum beschreibt.

Aus diesen Überlegungen lässt sich eines der Keplerschen Gesetze (das dritte) ableiten, das den Radius der Umlaufbahn, die ein Körper um einen anderen zentralen Körper beschreibt, mit der Zeit verbindet, die benötigt wird, um die Fläche, die dieser Kreis umschließt, zu überstreichen, und das angibt, dass die Zeit proportional zu 3/2 des Radius ist.

Diese Schlussfolgerung ist allgemein anwendbar und gilt auch für elliptische Bahnen. Die Kreisbahn ist ein einzigartiger Fall, bei dem die Haupt- und Nebenachsen gleich sind.

Berühmte Äpfel von Sir Isaac Newton

Die Legende besagt, dass der junge Isaac Newton von einem Apfel, der von einem Baum fiel, am Kopf getroffen wurde. In Wirklichkeit gibt es keinen Beweis dafür, dass die Frucht auf seinen Kopf fiel. Vielmehr war es seine Beobachtung, warum Äpfel immer direkt auf den Boden fallen. Diese Beobachtung eines fallenden Apfels inspirierte ihn dazu, sein universelles Gravitationsgesetz zu entwickeln.

https://www.history.com/news/did-an-apple-really-fall-on-isaac-newtons-head

Möchten Sie mehr über das Gesetz der universellen Gravitation erfahren? Hier ist etwas, in das Sie tiefer eintauchen können:

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