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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.

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5. Test

Gravitation und Satellitenbahnen online üben

Test 5 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
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Warum bleibt ein Satellit im Orbit ständig im freien Fall?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Er fällt zur Erde, besitzt aber gleichzeitig eine ausreichende tangentiale Geschwindigkeit.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: Die gekrümmte Erdoberfläche fällt unter dem Satelliten weg, sodass er die Erde verfehlt und umläuft.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er fällt zur Erde, besitzt aber gleichzeitig eine ausreichende tangentiale Geschwindigkeit. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

Die gekrümmte Erdoberfläche fällt unter dem Satelliten weg, sodass er die Erde verfehlt und umläuft.

2. FrageMultiple Choice

Was gilt für die Bahngeschwindigkeit eines Satelliten auf einer kreisförmigen Bahn?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Sie muss so groß sein, dass die Gravitation die notwendige Zentripetalkraft liefert.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: Es gilt GMm/r² = mv²/r; daraus folgt v = √(GM/r).
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie muss so groß sein, dass die Gravitation die notwendige Zentripetalkraft liefert. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

Es gilt GMm/r² = mv²/r; daraus folgt v = √(GM/r).

3. FrageMultiple Choice

Wie verändert sich die Umlaufgeschwindigkeit bei größerem Bahnradius um denselben Zentralkörper?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Sie wird kleiner.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: Für eine Kreisbahn gilt v = √(GM/r); größerer Abstand bedeutet eine kleinere Bahngeschwindigkeit.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie wird kleiner. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

Für eine Kreisbahn gilt v = √(GM/r); größerer Abstand bedeutet eine kleinere Bahngeschwindigkeit.

4. FrageMultiple Choice

Wie verändert sich die Umlaufzeit eines Satelliten bei größerem Bahnradius?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Sie wird größer.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: Nach dem dritten Keplerschen Gesetz wächst T² mit r³; weiter entfernte Bahnen brauchen länger.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie wird größer. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

Nach dem dritten Keplerschen Gesetz wächst T² mit r³; weiter entfernte Bahnen brauchen länger.

5. FrageMultiple Choice

Was beschreibt das erste Keplersche Gesetz?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Planeten bewegen sich auf Ellipsen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: Die Kreisbahn ist nur ein Spezialfall einer Ellipse mit gleicher Brennpunktlage.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Planeten bewegen sich auf Ellipsen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

Die Kreisbahn ist nur ein Spezialfall einer Ellipse mit gleicher Brennpunktlage.

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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.