Gravitation und Satellitenbahnen sicher verstehen

Das Gravitationsgesetz erklärt Gewichtskraft, Fallbewegung, Planetenbahnen und Satelliten. Die Kraft hängt von den Massen und vom Quadrat des Abstands ab.

Auf dieser Seite übst du Gravitationsfeldstärke, Gewichtskraft, Keplersche Gesetze, Kreisbahnen, geostationäre Satelliten und Rechenaufgaben.

So löst du die Aufgaben

  1. Bestimme Massen, Abstand und das betrachtete Gravitationsfeld.
  2. Nutze F_G = G·m₁·m₂/r² oder F_G = m·g.
  3. Prüfe bei Orbits die Zentripetalkraft und die Bahngeschwindigkeit.
  4. Kontrolliere Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

4. Test

Gravitation und Satellitenbahnen online üben

Test 4 zu Gravitation, Gewichtskraft und Planetenbewegung mit 5 Aufgaben und verständlichen Lösungen.

Nutze F_G = G·m₁·m₂/r², F_G = m·g und die Beziehungen für Kreisbahnen. Prüfe Abstand, Richtung und Einheiten.

5 Fragen
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Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Wie groß ist die Gewichtskraft eines 2-kg-Körpers auf einem Ort mit g = 1,6 m/s²?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: 3,2 N.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: F_G = m·g = 2 kg·1,6 m/s² = 3,2 N.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 3,2 N. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

F_G = m·g = 2 kg·1,6 m/s² = 3,2 N.

2. FrageMultiple Choice

Ein Körper erfährt eine Gravitationskraft von 20 N und besitzt eine Masse von 4 kg. Wie groß ist die Feldstärke?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: 5 N/kg.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: g = F_G/m = 20 N/4 kg = 5 N/kg.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 5 N/kg. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

g = F_G/m = 20 N/4 kg = 5 N/kg.

3. FrageMultiple Choice

Wie groß ist die Gravitationskraft zwischen zwei Körpern, wenn eine Masse verdoppelt und der Abstand halbiert wird?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Sie wird achtmal so groß.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: Die Massenänderung liefert den Faktor 2, der halbierte Abstand wegen 1/r² den Faktor 4; insgesamt 2·4 = 8.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie wird achtmal so groß. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

Die Massenänderung liefert den Faktor 2, der halbierte Abstand wegen 1/r² den Faktor 4; insgesamt 2·4 = 8.

4. FrageMultiple Choice

Ein Satellit befindet sich doppelt so weit vom Erdmittelpunkt entfernt wie ein anderer. Wie verhält sich die Feldstärke im einfachen Modell?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Sie beträgt nur ein Viertel der Feldstärke.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: Die Feldstärke der punktförmig angenäherten Erde nimmt mit 1/r² ab.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie beträgt nur ein Viertel der Feldstärke. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

Die Feldstärke der punktförmig angenäherten Erde nimmt mit 1/r² ab.

5. FrageMultiple Choice

Welche Einheit besitzt die Gravitationskonstante G?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: N·m²/kg².

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: Aus F = G·m₁m₂/r² folgt G = F·r²/(m₁m₂) und damit N·m²/kg².
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet N·m²/kg². Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

Aus F = G·m₁m₂/r² folgt G = F·r²/(m₁m₂) und damit N·m²/kg².

Gravitation FAQ

Wie berechnet man die Gewichtskraft?

Mit F_G = m·g. Die Masse bleibt gleich, während g vom Ort abhängt.

Warum fällt ein Satellit nicht auf die Erde?

Er befindet sich im freien Fall und besitzt gleichzeitig eine ausreichende seitliche Geschwindigkeit für eine Umlaufbahn.

Wie hängt die Gravitationskraft vom Abstand ab?

Sie ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands: F_G ∝ 1/r².