Gravitationsfeldstärke, Arbeit im Feld, Äquipotentiallinien

Beschreibung / Inhalt
Das Dokument beschäftigt sich mit verschiedenen Aspekten der Gravitationskraft und deren Auswirkungen auf Körper im Raum. Zunächst wird die Gravitationsfeldstärke erklärt und wie diese für homogene Felder gilt. Die Arbeit im Feld wird dann anhand von äquipotentiallinien erläutert, welche auch die Energieverteilung im Feld darstellen. Bei großen Höhenunterschieden verändert sich die Gravitationsfeldstärke im Raum und es ist notwendig, den Weg zwischen Punkten in Teilwege zu zerlegen. Die Verschiebungsarbeit ist nun von der Entfernung der Punkte vom Mittelpunkt der Erde abhängig. Eine Integralrechnung ermöglicht die Berechnung der Arbeit im Feld. Die potenzielle Energie kann dann mit der Formel V12 = W12 / m berechnet werden.
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Auszug aus Referat
Björn Hanson LK-Physik TG12 11.02.1997 Gravitationsfeldstärke, Arbeit im Feld, äquipotentiallinien Die Gravitationsfeldstärke gibt die Feldstärke an einer bestimmten Stelle innerhalb eines Feldes an. Die Feldstärke ergibt sich aus der Gravitationskraft F, die ein Körper aufgrund seiner Masse an dieser Stelle erfährt, geteilt durch die Masse m des Körpers. Formel: G F m Bei der Feldstärke handelt es sich um einen Vektor. Dieser Vektor gibt die Richtung der Kraft des Körpers an. Bis zu einer geringen Entfernung von der Erdoberfläche ist die Gravitationsfeldstärke nach Betrag und Richtung annähernd konstant. Das Gravitationsfeld ist also homogen 1). Um Felder besser zu Veranschaulichen, benutzt man Feldlinien, wie sie auch schon von magnetischen Feldern bekannt sind (ACHTUNG: Gravitationsfeld Magnetfeld ). Wird ein Körper innerhalb eines Gravitationsfeldes fallen gelassen, so beschreibt seine (Fall-)Bahn eine Feldlinie. Innerhalb eines homogenen Feldes verlaufen diese Feldlinien parallel, weil die Körper auf parallelen Bahnen fallen. Bei einer zeichnerischen Darstellung stellt man nicht nur die Richtung der Feldstärke durch Pfeile dar, sondern auch die Feldliniendichte durch enger aneinander laufende Pfeile. Auf äquipotentiallinien ist die Energie überall gleich. Verschiebt man einen Körper auf dieser Linie, so ist die Arbeit gleich null. Daraus folgt, dass im homogenen Feld die Hubarbeit ( Epot.) nur von der Höhendifferenz (die Strecke zwischen den äquipotentiallinien) ...
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