Gewichtskraft, Gravitationskraft & Anziehungskraft

Das Wichtigste in Kürze

Alles, was eine Masse hat, übt eine Anziehungskraft auf andere Objekte mit Masse aus. Je größer das Objekt ist, desto größer ist seine Anziehungskraft bei gleicher Distanz zum Objekt. Die Erde hat eine größere Anziehungskraft als der Mond, und die Sonne hat eine größere Anziehungskraft als die Erde.

Definitionen

Schwerkraft und Masse

Die Schwerkraft (auch Gewichtskraft oder Gravitationskraft genannt) ist eine Anziehungskraft zwischen Objekten mit Masse. Du ziehst die Erde zu dir hin, und die Erde zieht dich zu sich hin (deshalb schwebst du nicht ins All!).

Je größer die Masse eines Objekts ist, desto stärker ist die Gravitationskraft. Die Schwerkraft bewirkt, dass der Mond um die Erde und die Erde um die Sonne kreist.

Je weiter Objekte voneinander entfernt sind, desto schwächer ist die Anziehungskraft. Der Planet Venus hat eine ähnliche Masse wie die Erde. Da die Venus jedoch näher an der Sonne liegt, ist die Anziehungskraft zwischen der Sonne und der Venus größer.

Wie alle anderen Kräfte kann auch die Gewichtskraft mit Newtons Formel $$F = m \cdot a$$, also "Kraft = Beschleunigung mal Masse" berechnet werden. 

Die Beschleunigung ist in diesem Fall die Fallbeschleunigung $$g$$​, welche überall auf der Erde gleich groß ist:

​

​$$g_{Erde} = 9{,}81\, \dfrac{m}{s^2}$$

Sie wird häufig auch als Erdbeschleunigung bezeichnet.

Es gilt also für die Gewichtskraft: 

​

​$$F = m \cdot g$$​​

Da die Fallbeschleunigung auf der Erde konstant ist, hängt die Gewichtskraft hier also nur von der Masse eines Gegenstands ab.

Trotzdem brauchen wir aus irgendeinem Grund die Fallbeschleunigung, also sind Masse und Schwerkraft wohl nicht genau dasselbe.

Das liegt daran, dass die Fallbeschleunigung nicht überall im Weltall gleich groß ist. Sie hängt wiederum von der Masse eines Himmelskörpers ab. Die Fallbeschleunigung auf dem Mond ist viel kleiner, als auf der Erde, weil der Mond eine kleinere Masse hat, als die Erde. 

Du hast also auf dem Mond und auf der Erde dieselbe Masse, sie ist ortsunabhängig. 

Es wirkt jedoch eine unterschiedlich starke Gewichtskraft oder Anziehungskraft auf dich, da diese ortsabhängig ist.

Deshalb können Astronauten auf dem Mond auch so schwerelos herumhüpfen.

Die Gravitationskraft zwischen Erde und Mond

Der Mond umkreist die Erde aufgrund der Anziehungskraft zwischen Erde und Mond. Da die Erde viel größer ist als der Mond, übt sie eine größere Anziehungskraft aus. 

Aufgrund der Kräfte zwischen der Erde und dem Mond ist der Mond gezeitenverriegelt, d. h. nur eine Seite des Mondes ist für die Erde sichtbar. Dies führt dazu, dass der Mond seine Form zu verändern scheint, je nachdem, wo sich der Mond auf seiner Umlaufbahn um die Erde befindet. Wir können nur die Seite beobachten, die von der Sonne beleuchtet wird.

Wenn nur die Schattenseite der Erde zugewandt ist, spricht man von einem Neumond. Wenn die beleuchtete Seite voll sichtbar ist, spricht man von einem Vollmond. Dazwischen gibt es Viertelmonde, Halbmonde und Dreiviertelmonde.

1. Abnehmende Mondsichel 2. Neumond 3. Zunehmende Mondsichel 4. Erstes Viertel 5. Wachsender Dreiviertelmond 6. Vollmond 7. Abnehmender Dreiviertelmond 8. Letztes Viertel

Du kannst andere Auswirkungen der Schwerkraft des Mondes auf die Erde sehen, indem du einfach an den Strand gehst. Der Mond verursacht den Anstieg und Fall des Meeres (die Gezeiten).

Die Anziehungskraft zwischen der Erde und der Sonne